Могло ли «Золото дураков» помочь собрать строительные блоки жизни? - Sciworthy | Журнал "Вольт"
Пт. Окт 30th, 2020


Как и почему существуют люди – это вопросы, которые бросали вызов различным культурам с самого начала цивилизации. Многие ученые взяли на себя обязанность ответить на эти фундаментальные вопросы и за последние несколько десятилетий выдвинули несколько особенно творческих идей.

Одна из выдающихся идей заключается в том, что жизнь зародилась в гидротермальных жерлах или около них, которые представляют собой трещины на морском дне, которые непрерывно выбрасывают нагретую воду из-под земли в океан. Эти трещины расположены глубоко внутри вулканически активных областей на морском дне, где тектонические плиты Земли, массивные скальные плиты, составляющие внешнюю оболочку Земли, расходятся друг от друга. В этих регионах магма подходит очень близко к морскому дну и нагревает морскую воду, иногда намного выше точки кипения. Эта нагретая вода несет молекулы, которые были преобразованы в результате взаимодействия с окружающей средой морского дна, возможно, помогая создать простую жизнь. Если предположить, что эта идея верна, критическим вопросом будет: как это случилось бы?

В недавнем исследовании ученые из Токийского технологического института и Института космических исследований голубого мрамора изучали, как пирит («золото дураков»), распространенный минерал, состоящий из железа и серы, мог влиять на прикрепление и отсоединение строительных блоков. жизни. Пирит – это минерал, который образуется, когда сера, растворимая в горячей воде, исходящей из гидротермальных источников, присоединяется к железу, взвешенному в окружающей холодной воде океана. Этот недавно произведенный минерал затем накапливается на дне океана, создавая обильные поверхности минералов пирита. Этот проект был продолжением предыдущего исследования, целью которого было исследовать силу связывания некоторых простых строительных блоков жизни, таких как аминокислоты.

Это пирит. Источник: Wikimedia Commons. CarlesMillan / CC BY-SA

Исследователи изучили, как простые строительные блоки жизни могли прикрепляться к этим минеральным поверхностям и вступать в дальнейшие реакции. Эти реакции могут производить более сложные молекулы, которые могли быть важны для возникновения жизни. Они использовали метод под названием атомно-силовая микроскопия, в котором используется лазерная игла, которую проводят вдоль образца, чтобы определить, как выглядит поверхность любого материала. Хотя он обычно используется для изображения и понимания молекул, исследователи использовали этот метод для измерения сил между молекулами и минеральными поверхностями, которые определяют, насколько сильно они прикрепляются.

Используя свои измерения и компьютерное моделирование, они обнаружили, что основные силы, определяющие силу прикрепления аминокислот к пириту, связаны с магнитоподобными свойствами молекул, взаимодействующих друг с другом. Подобно полюсам магнитов, молекулы с противоположными зарядами притягиваются друг к другу, а молекулы с одинаковыми зарядами отталкиваются. Пирит и строительные блоки жизни, кажется, ведут себя как крошечные магниты в этих океанских сценариях, поскольку они могут притягиваться или отталкиваться друг от друга.

Это диаграмма того, как два атома могут притягиваться друг к другу. Электроны всегда вращаются вокруг атомов. Когда они группируются на одной стороне атома, эта сторона становится отрицательной. Они притягивают сторону другого атома, где электроны менее сгруппированы и более положительны. Источник изображения: Sciworthy

Исследователи также обнаружили, что эти значения силы аналогичны силам, обнаруженным в структурах внутри наших клеток. Эти структуры делают возможными важные механизмы для жизни, такие как производство белка, репарация ДНК и связь между клетками. В будущем эти исследователи планируют расширить эту работу, воссоздав это соединение пирита и аминокислоты с различными факторами и условиями.

Понимание того, как строительные блоки жизни могут присоединяться и отделяться от пирита, дает нам представление о том, как эти простые молекулы могут создавать сложные системы, которые в конечном итоге породили жизнь. С лучшим пониманием этих механизмов, возможно, когда-нибудь все сложится, и мы получим ответы на наши вопросы.



Source link

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *