
圖解說明基于polyP與簡單分子相分離的抗輻射原始細胞模型 。a)導致早期地球上出現(xiàn)息肉、錳和生物聚合物的原始地球化學事件的前生物情景 。b)分別使用息肉、Mn2+和三肽作為基本構件的LLPS凝聚體的形成和性質 。c)抗輻射的區(qū)室原細胞模型使益生元輻射適應性成為可能 。鳴謝:自然通訊(2023) 。DOI: 10.1038/s41467-023-43272-5
據(jù)美國物理學家組織網(鮑勃·伊爾卡):一個隸屬于中國幾個機構的生物物理學家小組通過實驗發(fā)現(xiàn)了早期生命能夠在宇宙輻射中生存的方法 。在他們發(fā)表在《自然通訊》雜志上的研究中,該小組用抗輻射的錳抗氧化劑進行了實驗 。
先前的研究表明,地球形成于大約45億年前,生命出現(xiàn)于大約5億年后 。先前的研究還表明,直到大約35億年前,地球磁場才開始保護生命免受宇宙輻射 。這就引出了生命在早期是如何開始和繁榮的問題 。
一種被稱為耐輻射球菌的細菌已經被證明能夠在殺死大多數(shù)其他生物的輻射水平下存活 。對這種細菌的研究表明,它之所以能夠這樣做,是因為它體內的錳(II)(錳)離子的含量——它可以保護這種微小的生物免受氧化應激的影響,而其他沒有錳離子的細菌則會發(fā)生這種情況 。這一發(fā)現(xiàn)導致了一種理論,認為錳(II)離子的存在是早期生命在地球上生存的手段 。
為了測試這一理論,研究小組創(chuàng)建了他們稱為原始細胞的模型——這種“凝聚層”被用來充當?shù)厍蛏显缙谏技毎奶嫔?。研究小組使用了兩種類型 , 一種基于聚磷酸錳,另一種基于聚磷酸肽 。
當暴露在高水平的γ射線下時 , 聚磷酸鹽-錳凝聚層保持完整和活性 。另一方面,聚磷酸鹽-肽凝聚層被破壞了 。
先前的研究表明,多磷酸鹽錳在地球上存在的時間比生命存在的時間還要長,可能是在火山活動期間產生的——因此 , 它可以被原始細胞用作一種保護手段 。
研究人員認為,地球上早期的原始細胞之所以能夠存活,是因為受到了類似于聚磷酸錳的物質的保護 。他們指出 , 這樣的原始細胞將能夠存活足夠長的時間,以發(fā)展成藍細菌,并最終成為真核細胞,這些細胞將受到地球磁場和臭氧層的保護 。
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