很久很久以前,自然用什麼盛裝生命?

1953年,在試管裡的雷鳴閃電與水氣蒸騰之後,米勒與尤里成功在模擬的早期地球環境中合成胺基酸,開啟了研究生命起源的先河。

隨著多種有機質在實驗室合成或於隕石中發現,研究人員逐漸了解生命的物質來源。然而,散落各處的有機質需要彼此接觸才有機會引發生化反應。在早期環境中,有什麼物質能夠形成容器,匯集生命形成所需的反應物?

現存生命被包覆在由磷脂組成的細胞膜內。磷脂膜的結構穩定且功能齊全,但其組成複雜,所以可能不是最早形成的容器。相較之下,脂肪酸不僅結構簡單,也能形成會膨大與分裂的囊泡。因此,脂質囊泡是構成原始細胞膜的可能選項。

然而,脂質囊泡對酸鹼值與離子濃度敏感,可能難於多變的環境中穩定存在。是以,Jia等認為在磷脂膜或脂質囊泡形成前,其他容易形成的物質可能組成結構穩定的過渡容器,發揮匯集物質及促進反應的功能。

為了檢驗這項假說,Jia等採取類似米勒與尤里的策略。Jia等發現,可能普遍存在早期地球的果酸可於模擬環境中形成微滴。這些微滴不僅耐受溫度、壓力和酸鹼值變動,也能吸納蛋白質和RNA等生物分子。

儘管目前無法確認生命是否透過果酸微滴形成,Jia等的研究成果仍支持了新的研究途徑:除了構成現存生命的大分子,存在早期地球的其他分子也可能形成過渡容器,在細胞膜出現前匯集生命形成所需的反應物。


  1. 1.Jia et al. (2019). Membraneless polyester microdroplets as primordial compartments at the origins of life. Proceedings of the National Academy of Sciences, 116(32), 15830-15835.