每日动态!“生命起源”新化学反应发现：氰化物、氨和二氧化碳生成氨基酸与核酸

• 2022-08-02 06:09:06 来源：科技日报

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科技日报记者 刘霞

生命如何起源是盘旋在无数人心中的问号。美国科学家在7月28日出版的《自然·化学》杂志上发表论文称，他们发现了一组新化学反应：被认为在早期地球上很常见的氰化物、氨和二氧化碳发生反应，生成蛋白质和DNA的基本组成部分氨基酸和核酸。这些反应不仅为生命起源提供了新见解，也能用于某些制造过程，如利用廉价的原始材料生成特定的生物分子等。

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40亿年前，地球上没有生命，被浩瀚的海洋覆盖。数百万年后，在这份“原始汤”中，生命出现了。生命如何出现一直是未解之谜。最新论文主要作者、斯克里普斯研究所化学副教授拉马纳拉亚南·克里希纳穆提博士说：“我们提出了一种新范式来解释这种转变，我们认为这种化学反应在早期地球上可能发生。”

今年早些时候，克里希纳穆提团队展示了氰化物如何将生命起源前的分子和水转化为生命所需的基本有机化合物。与此前提出的反应不同，该反应在室温和较宽泛的酸碱值范围内即可进行。

在现今的细胞中，氨基酸由名为α-酮酸的前体使用氮和特殊蛋白质（酶）生成。有证据表明，α-酮酸在地球早期可能就已存在。但许多人假设，在细胞生命出现前，氨基酸由完全不同的前体醛而非α-酮酸生成，因为那时转化所需的酶尚不存在。

成功利用氰化物驱动其他化学反应后，克里希纳穆提团队提出新假设：即使没有酶，氰化物也可能有助于将α-酮酸转化为氨基酸，他们在反应中加入氨（早期地球上氮的存在形式）和二氧化碳。材料备齐后，他们很快看到氨基酸形成。

研究人员表示，由于新反应与今天细胞内发生的反应相对类似。除了由氰化物而非蛋白质驱动，因此它似乎更可能是早期生命的来源。此外，反应副产物是乳清酸盐，它是构成DNA和RNA的核苷酸的前体。这表明，同样的“原始汤”在适当条件下，可能会产生大量生命关键元素所需的分子。

研究人员表示，新发现的化学反应在某些制造过程中也很有用，如利用廉价的原始材料生成特定的生物分子等，接下来他们将继续探索这种混合物会产生何种化学反应。

标签： 二氧化碳 化学反应 生命起源

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