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深海金属驱动的化学反应可以解释生命的起源
研究小组提出了细胞如何依赖磷酸盐分子构建 DNA 和储存能量的新方案
来源:Science Magazine生命化学中有一个不太可能的参与者：磷酸盐。这种由磷和四个氧原子组成的简单分子将核苷酸粘合在一起，形成 DNA 的主链，并在为活细胞提供能量方面发挥着关键作用。然而，磷酸盐很难溶解在水中并发生反应，这在生物化学中发挥重要作用的资格很差。现在，威廉·马丁认为他知道生命是如何依赖磷酸盐的。杜塞尔多夫海因里希·海涅大学的进化生物学家表示，这种情况发生在深海海底的金属催化反应中，在被称为热液喷口的滚烫、富含矿物质的间歇泉内，他长期以来一直认为生命首先在这里诞生。
伦斯勒理工学院 (RPI) 的地质学家马特·帕塞克 (Matt Pasek) 表示，马丁在过去一个月的一系列预印本中描述了他的想法，这是对困扰生命起源研究的磷酸盐问题的一个“不同寻常且有前途”的答案。但就像生命早期化学的所有场景一样，它也有竞争对手——包括帕塞克的一个。
早在 2000 年，马丁就找到了其机制的线索，当时康斯坦茨大学的微生物学家 Bernhard Schink 和他的学生 Michael Friedrich 发现了一种细菌，该细菌能够以一种不寻常的方式制造 ADP，ADP 是一种富含磷酸盐的分子，是所有细胞的主要能量来源。这种微生物是从意大利威尼斯的海洋来源中分离出来的，可将亚磷酸盐转化为磷酸盐。在此过程中，它将磷酸基团添加到称为单磷酸腺苷 (AMP) 的简单分子中，将其转化为 ADP，而 ADP 又是细胞主要能量来源 ATP 的关键前体。他说，这种 AMP 的细菌转化在当时是前所未有的，尽管 Schink 后来发现了第二种可以做到这一点的微生物。
Pasek 也保持开放的态度。 “我想说，磷酸盐问题有很多解决方案。我们不知道哪一个是解决方案，或者是否还有其他我们还不了解的东西，”他说。