栩栩如生的细胞由金属制成

时间:2017-04-12 07:33:24166网络整理admin

作者:凯瑟琳·桑德森(Katharine Sanderson)从金属演化而来的生物是否可以在宇宙的某个地方徘徊也许在英国格拉斯哥的一个实验室里,一个人打算证明以金属为基础的生活是可能的他设法从含有大量金属的分子中构建出类似细胞的气泡,并赋予它们一些类似生命的特性他现在希望诱导他们演变成完全无机的自我复制实体 “我100%肯定我们可以让进化在有机生物学之外发挥作用,”格拉斯哥大学的Lee Cronin(见右图)说他的构件是由一系列金属原子组成的大型“多金属氧酸盐” - 最近的钨 - 与氧和磷有关通过简单地将它们混合在溶液中,他可以使它们自组装成类似细胞的球体克罗宁和他的团队首先从大的金属氧化物的带负电离子中产生盐,这些离子与氢或钠等带正电的小离子结合将这种盐的溶液喷射到由大的带正电的有机离子制成的另一种盐溶液中,所述有机离子与小的负离子结合当两种盐相遇时,它们交换部分,大的金属氧化物最终与大的有机离子结合新盐不溶于水:它作为注入溶液周围的壳沉淀克罗宁称之为气泡无机化学细胞或iCHELL,并表示它们不仅仅是好奇心通过改变它们的金属氧化物主链,他可以给气泡提供天然细胞膜的一些特征例如,具有孔作为其结构的一部分的氧化物变成多孔膜,根据尺寸选择性地允许化学物质进出细胞,就像生物细胞的壁一样这种性质使膜能够控制可能发生的化学反应 - 这是特化细胞的一个关键特征(Angewandte Chemie,DOI:10.1002 / anie.201105068)该团队还在泡沫中制造气泡(见图像),创建模仿生物细胞内部结构的隔室更好的是,他们已经开始通过将一些氧化物分子连接到光敏染料来为iCHELL提供光合作用设备克罗宁说,早期的结果表明他可以创造一种膜,在被照射时将水分解成氢离子,电子和氧 - 这是光合作用的最初步骤 “我们[也]已经表明我们可以将质子泵送到膜上”以建立质子梯度,克罗宁说道 - 另一个利用光能量的关键阶段如果他可以组装所有这些步骤,克罗宁可以创造一个具有植物样新陈代谢元素的自供电细胞这是早期的事;其他合成生物学家现在正在保留判断力西班牙瓦伦西亚大学的曼努埃尔·波尔卡说,克罗宁的气泡永远不会像真正的生命一样,直到他们携带像DNA这样的东西来推动自我复制和进化他说,这在理论上是可行的,“但我无法想象他们将实施什么样的系统”克罗宁也不确定,但去年他表明他可以将多金属氧酸盐彼此用作模板进行自我复制(Science,DOI:10.1126 / science.11​​81735)在一项雄心勃勃的为期7个月的实验中,Cronin现在正在大规模生产气泡并将它们注入一系列管和烧瓶中,这些管和烧瓶中填充了不同pH值的不同化学物质他希望混合环境只允许最适合的气泡生存 “如果pH值太低而且[某些气泡]溶解,那么这些液滴就会消失”其他液体可能会持续存在并积聚从长远来看,真正的测试将是细胞是否可以修改自己的化学成分以适应不同的环境克罗宁暗示他的最新作品可能会证明这一点,但目前还不愿透露细节他说,“我认为我们刚刚展示了第一批可以进化的水滴”如果克罗宁是对的,那么外星生命的可能范围就会大开 “有可能存在不存在碳的生命形式,”他说日本东京大学的Tadashi Sugawara不明白为什么不这样做 “在水星上,材料都是不同的可能有一种由无机元素组成的生物“可能在某种程度上证明这一点,菅原说,但是”他指出了一个新的方向“更多关于这些主题: