En ny idé forbinder syntesen af ​​ler og stofskiftets oprindelse

Spørgsmålet om, hvordan livet er begyndt, har fascineret forskere fra mange discipliner, og det var den organiske kemiker Graham Cairns-Smith, der foreslog teorien om livets oprindelse ud fra ler i stedet for polymerer som RNA.

Kilden til monomerer såsom nukleotider, aminosyrer og dicarboxylsyrer blev henvist af Cairns-Smith til udviklingen af ​​metabolisme, som er syntesen af ​​aminosyrer og nukleotider fra citronsyrecyklussen.

Dette problem med udviklingen af ​​metabolisme er for nylig blevet fremskreden ved opførsel af simple halvledermineraler, såsom zinksulfid (ZnS), som er i stand til at høste sollys energi og omdanne denne energi til dannelse af kemiske bindinger af dicarboxylsyrer fra CO ₂ dermed tilvejebringe kernereaktionerne ved universel metabolisme før eksistensen af ​​enzymer.

En forbindelse mellem ZnS prebiotisk fotosyntese og lereplikation er nu etableret i et papir udgivet af et team af forskere fra University of Kentucky og Massachusetts Institute of Technology (MIT) i USA, og McGill University i Canada. Papiret har fortalt, hvordan præbiotiske metabolitter tilgængelige fra simple sollysfremmede reaktioner kan katalysere syntesen af ​​lermineraler (dvs. et zinkler kaldet sauconit). Arbejdet viser, at centrale metabolitter som succinat og malat kan muliggøre nukleationsprocessen for lerdannelse. Disse præbiotiske metabolitter er blevet genereret ved fotokatalyse med ZnS, og dette arbejde demonstrerer, hvordan de kan katalysere syntesen af ​​lerarter.

Undersøgelsen offentliggjort i open access journal Videnskabelige rapporter viser, hvordan en lersyntese kan fortsætte katalyseret af præbiotiske metabolitter på kun 20 timer ved 90 ° C og 1 atm. Lerdannelse kræver generelt meget længere tid samt højere temperatur og tryk. Den kryogene transmissionselektronmikroskopi viser klart, at ler -nanopartikler kan observeres efter kun 6 timers syntese, som verificeret ved inkorporering af aluminium i det tetraedriske lag.

Teamet bemærkede, at syntesen af ​​ler kan fortsætte ved endnu lavere temperaturer, dvs. ved kun 70 ° C, med tilsætning af en enkelt frøpartikel. Værket præsenterer et glimrende eksempel på lermineralers reproduktionsevne og den mekanisme, hvormed præbiotiske metabolitter katalyserer deres dannelse. Lermineraler, der fungerer som kemiske svampe, kan tilbageholde vand og polære organiske molekyler, og burde have spillet en nøglerolle i livets oprindelse; 1) beskyttelse mod ultraviolet stråling, og 2) koncentrering og katalysering af polymerisationen af ​​organiske molekyler, såsom RNA. Resultatet af dette arbejde har direkte konsekvenser for at forstå livets oprindelse på den tidlige jord og andre stenede planeter.