Было горячим, влажным летом ключ к происхождению жизни?

Раскрытие как первые биологические молекулы (например, белки и ДНК) возник-это главная цель для исследователей пытается решить вопрос о происхождении жизни. Сегодня химики в Сент-Луисе университета в сотрудничестве с учеными в колледже Чарльстона и НФС/НАСА центр химической эволюции, опубликовал исследование в журнале Nature коммуникации, что предполагает расплывающиеся минералы-которые растворяются в воде, они поглощают из влажного воздуха-может помочь строительстве белки из более простых строительных блоков на протяжении всего цикла приурочена к имитации дня и ночи на ранней Земле.

«С точки зрения истории планеты, как возникла жизнь, вероятно, величайший научный вопрос мы можем задать», — сказал Павел Брахер, кандидат технических наук, доцент кафедры химии в Университете Сент-Луис и главным образом исследователе изучения. «Ключевой частью этого грандиозного задачей является выяснение того, как большие молекулы полимера, как мы знаем, важна для жизни, могли образоваться до всех наших биологических механизмов, эволюционировавших, чтобы сделать их».

Выпечки белки в пребиотика кухня

Аминокислоты-это молекулярные строительные блоки связаны между собой пептидными связями в виде белков. Химикам давно известно, что просто выпечки смесей аминокислот к сухости приведет к образованию пептидных связей. Доходность пептиды повышение при добавлении воды и образец его вновь подсушивают, после того, как ингредиенты позволило повторно перемешать. Подвергая аминокислот к многократной влажно-сухой цикл мог бы быть хороший рецепт для приготовления пищи до пептидов и белков на ранней Земли, в жаркие солнечные дни прерывались иногда ливень кажется разумным моделей погоды. Но основным недостатком этого процесса является его зависимость от непредсказуемых штормов, которые могут иметь разбавленную ингредиенты в избытке.

Воды: Необходимое, Но Проблемный Ингредиент

«Следуй за водой» был девиз НАСА в поисках жизни за пределами нашей планеты. Без воды, биохимия жизнь, как мы ее знаем, невозможно.

В происхождения жизни химии, решение-это часто проблема. Для конструктивного химические процессы происходят, строительные блоки должны растворяться в жидком растворе, чтобы найти партнеров реагировать. На земле, этой средой является вода, растворяющая жизни.

Однако, вода может быть обоюдоострым мечом. А жизнь нуждается в воде, чтобы выжить, слишком много воды может быть разрушительным. Большинство биологических молекул склонны к гидролизу, процесс, в котором вода распадается химических связей. И слишком много воды в конечном итоге потока развивающихся клеток, которые содержат меняющиеся биомолекул, посыпая их слишком далеко друг от друга реагировать.

Щепотка соли

Расплывающиеся минералы дают возможность обойти ограничения традиционных влажный-сухой велоспорт. Эти соли поглощают ограниченное количество воды из воздуха, в зависимости от относительной влажности воздуха, обеспечивая естественную регуляцию воды, содержащейся в растворе.

Новое исследование — сотрудничество между учеными по слу и Чарльстонский колледж-доклады, как расплывающиеся соли может помочь сделать пептидов от простейшей аминокислоты, глицин, в саморегулируемой, повторяя влажный-сухой езда на велосипеде. В течение дня реакционных смесей форма пептиды, когда они испаряют досуха при высоких температурах. Ночью реакций приобретать воду из атмосферы в виде водных растворов при низких температурах, тем самым увлажняющие без добавления воды, дождя и избегая попадание overdilution.

Казалось бы, незначительные различия, как меняется влажность окружающего воздуха от 50% до 70%, может привести к глубоким различиям в склонности образцов к поглощению воды, а значит, большие различия в урожайности реакций хозяина. И в то время как калий и натрий являются соседями в периодической таблице почти с одинаковой реакционной способности, многие соли калия, расплывающиеся, где их коллеги натрия не. Соль K2HPO4 способствовали выходы пептидов из глицина в десять раз больше, чем в Na2HPO4.

Команда полагает, что их система может обеспечить соответствующие ключи к разгадке тайны, почему все живое на Земле тратит столько энергии, обогащая внутри клетки калия и бросали натрия.

«Это творческое исследование, изучение того, как химические среды регулирует формирование крупных молекул, представляет собой еще один важный шаг к цели КЦВ понимания по химии за ранние биологические молекулы. Успешное участие ученых студентов в этой работе также отражает миссию НФС интеграции исследований и образования для подготовки будущих кадров», — сказал д-р Лин он, исполняющий обязанности заместителя директора отдела отдела химии в Национальном научном фонде.

Хлебозаводов За Пределами Земли

Несмотря на свое экзотическое название, расплывающиеся соли являются общими и существуют в природных условиях, где они могут играть роль в обеспечении жидкой воды, чтобы существовать в условиях, которые в противном случае слишком холодной и/или сухой.

В гипер-засушливый регион чилийской пустыне Атакама, что находится в негостеприимной для жизни, микробных сообществ находятся в залежи минерала галита. Их фотосинтетической активности спайков, когда относительная влажность поднимается выше 70%, превысив порог, где их галита среда становится расплывающиеся.

Расплывающиеся смеси хлорида и перхлората соли были обнаружены на Марсе. Эти смеси расплываются сезонно и накопили значительный интерес у астробиологов как только жидкая вода на поверхности планеты.

Используя эти натуральные минералы, это новое исследование предлагает мокрый-сухой циклов регулируется естественных суточных колебаний температуры и влажности-не на неподконтрольных дождь событий-составляют prebiotically возможной моделью для управления химического образования биополимеров центральное место в биологии.

Был простой щепотку соли недостающий ингредиент для приготовления до жизни на Земле? Мы никогда не знаем точно, но в данном случае, это, конечно, кажется, делает большое улучшение в рецепт для запекания белков.

Эта работа была совместно поддержана NSF и программы астробиологии НАСА при Центре НФС для химической эволюции (награды че-1504217).

сделать разницу: спонсорские возможности