没有磷酸盐也能有生命
时间:2017-12-08

  没有磷酸盐可以有生命 - 新闻 - 科学网

  生命起源的一个重大秘密就是磷酸盐在早期的无磷世界中如何成为基因和细胞代谢的基本组成部分。最近,在“细胞”杂志上发表的一项研究表明,科学家利用系统生物学来解决这个古老的谜团,数据表明古代生命可能不依赖于磷酸盐。相反,一个简单而丰富的分子导致了无硫无磷代谢的出现,最终形成了能够支持各种重要生物分子合成的生化反应网络。

  磷酸盐对于所有现代生命形式至关重要,从DNA骨架到能源驱动的三磷酸腺苷(ATP),这是关键的生物构件。而且,这种化学物质广泛参与代谢,生化反应。但科学家认为,生命起源之前没有这样的物质。因此,假设早期代谢途径不依赖于磷酸盐,而矿物表面上的硫和铁被认为实现催化和能量功能。

  为了找到答案,美国波士顿大学的Daniel Segr及其同事利用计算生物学建立了一个庞大的复杂代谢网络数据库,其中包含了来自整个生物圈的所有已知的生物化学反应。然后,探索所谓的生物圈水平代谢,研究人员确定了在生命起源之前可能在环境中发现的八种无磷化合物。

  接下来,他们使用算法来分析这些分子如何反应形成新的代谢物。结果表明,一些简单的化合物可以促进磷酸盐非依赖性的代谢网络。该网络包括315个反应和260个代谢物,足以支持主要生物分子的合成。而且,这个新的网络富含铁硫簇酶,支持铁硫世界的假说。他们还发现硫酯可能在磷酸盐的现代生物化学中起一定的作用。

  这些非实验性的证据并不能最终回答无磷生命起源的问题。接下来,研究人员将继续使用这种方法来探索生命的起源。 (唐尘)