میکرو قطره های پلی استر ناهمگن آمیخته‌ی پیش حیاتی محتوی یک رنگ دارای تشعشع، که نشان دهنده قابلیت میکرو قطره های پلی استر برای عمل به صورت محفظه های اولیه هستند. اعتبار: Tony Jia، ELSI
قبل از آن که زندگی در زمین شروع شود، محیط احتمالا محتوی تعداد انبوهی از مواد شیمیایی بوده است که کمابیش به صورت اتفاقی با یکدیگر در کنش و واکنش بوده اند و معلوم نیست که چگونه پیچیدگی سلول ها توانست از چنین هرج و مرج شیمیایی ظاهر شود. در حال حاضر یک تیم به رهبری تونی زِد جیا در موسسه فناوری توکیو و کوهان چاندرو از دانشگاه ملی مالزی نشان داده است که اسیدهای آلفا هیدروکسی ساده مانند اسید گلیکولیک و اسید لاکتیک، هنگامی که در دماهای متوسط خشک و به دنبال آن مجدداً آبدار شوند، به صورت خود به خودی پلیمریزه و به صورت میکرو قطرات پلی استر خود مونتاژ می شوند. این می تواند آن چیزی باشد که در امتداد سواحل اولیه و کناره های رودخانه ها و یا در گودال های در حال خشک شدن رخ داده است. این ها یک نوع جدید از محفظه سلول مانند را تشکیل می دهند که می توانند زیست مولکول هایی مثل اسیدهای نوکلئیک و پروتئین ها را به دام انداخته و متمرکز کنند. این میکرو قطرات، بر خلاف اغلب سلول های جدید، می توانند به سادگی ادغام و اصلاح شوند و بنابراین می توانستند سیستم های متنوع ژنتیکی و متابولیکی اولیه را، که به طور بالقوه برای منشأ حیات حیاتی هستند، میزبانی کرده باشند.
تمام زندگی روی زمین از سلول ها تشکیل شده است. سلولها تشکیل شده اند از لیپیدها، پروتئین ها و اسیدهای نوکلئیک، که لیپید غشای سلولی را تشکیل می دهد که محفظه ای است که اجزای دیگر را با هم نگاه می دارد و به محیط وصل می کند، در حالی که غذا و ضایعات را مبادله می کند. این که چگونه اجتماعی مولکولی به پیچیدگی سلول ها در ابتدا شکل گرفت به صورت یک راز باقی می ماند.
اکثر تحقیقاتِ منشأ زندگی بر روی این تمرکز می کنند که چگونه مولکول ها و ساختارهای زندگی توسط محیط تولید می شوند و سپس در ساختارهایی که به سلول های اولیه منجر می شوند، مجتمع می شوند. به هر حال، احتمالاً بسیاری از انواع دیگر مولکول ها وجود داشته است که همراه با مولکول های زیستی روی زمین اولیه شکل گرفتند، و ممکن است که حیات با استفاده از شیمی بسیار ساده ای نامربوط به زیست مولکول های جدید شروع شده باشد و سپس از طریق مراحل پیچیده افزاینده ای تکامل یافته باشد و نهایتاً ساختارهای پیدا شده در سلول های جدید را بار آورده باشد.
کار قبلی هدایت شده در ELSI نشان داد که خشک کردن در دمای ملایمِ ترکیبات آلی ساده که به عنوان اسیدهای آلفا هیدروکسی شناخته می شوند، که در سنگ های آسمانی و بسیاری از شبیه سازی های شیمی پیش از زیست شناسی یافت می شوند، به طور خود به خودی آنها را به مخلوط هایی از پلی استرهای طولانی پلیمریزه می کند. بر مبنای این کار، جیا و همکارانش گام بعدی را برداشتند و این واکنش ها را تحت میکروسکوپ بررسی کردند و دریافتند که این سیستم های پلی استری مخلوط شده یک فاز ژلی را تشکیل می دهند و هنگامی که مجدداً مرطوب می شوند تا ساختارهای سلول مانند ساده تشکیل دهند به طور خود به خودی خود مونتاژ می شوند.
چالش برانگیزترین جنبه این کار تدبیر روش هایی جدید برای مشخص کردن ویژگی ها و کارکردهای قطره های ریز بود، زیرا هیچکس چنین سیستم هایی را قبل از آن تحلیل نکرده بود. جیا خاطرنشان ساخت که تیم خوش شانس بود که چنین تنوعی از تخصص های چند رشته ای، شامل متخصصین شیمی، بیوشیمی، دانشمندان مواد و زمین شناسان داشت. قطره های ریز می توانند در شکل گیری یک لایه چربی روی سطحشان کمک کنند، و این نشان می دهد که آنها می توانسته اند در داربست زدن تشکیل پروتئین-سلول کمک کرده باشند. پس از معین کردن ترکیب آنها و نشان دادن تمایل طبیعی آنها به خود مونتاژ شدن، سؤال بعدی این بود که آیا این ساختارهای سلول مانند ممکن بود قادر به انجام کار شیمیایی مفیدی باشند. غشاء‌های سلولی مدرن بسیاری از وظایف مهم را که به حفظ سلول کمک می کنند انجام می‌دهند، به عنوان مثال، نگه داشتن ماکرومولکول ها و متابولیت ها در یک مکان و نیز ایجاد یک محیط داخلی ثابت، که می تواند بسیار متفاوت از یک محیط خارج از سلول باشد. آنها ابتدا اندازه گیری کردند که این ساختارها چقدر پایدار هستند و دریافتند که آنها می توانند برای دوره های زمانی بسیار طولانی بسته به شرایط محیطی پایداری کنند، اما همچنین می توانند وادار شوند به ادغام و یکی شدن.
قبل از آن که زندگی در زمین شروع شود، محیط احتمالا محتوی تعداد انبوهی از مواد شیمیایی بوده است که کمابیش به صورت اتفاقی با یکدیگر در کنش و واکنش بوده اند و معلوم نیست که چگونه پیچیدگی سلول ها توانست از چنین هرج و مرج شیمیایی ظاهر شود. در حال حاضر یک تیم به رهبری تونی زِد جیا در موسسه فناوری توکیو و کوهان چاندرو از دانشگاه ملی مالزی نشان داده است که اسیدهای آلفا هیدروکسی ساده مانند اسید گلیکولیک و اسید لاکتیک، هنگامی که در دماهای متوسط خشک و به دنبال آن مجدداً آبدار شوند، به صورت خود به خودی پلیمریزه و به صورت میکرو قطرات پلی استر خود مونتاژ می شوند. این می تواند آن چیزی باشد که در امتداد سواحل اولیه و کناره های رودخانه ها و یا در گودال های در حال خشک شدن رخ داده است. این ها یک نوع جدید از محفظه سلول مانند را تشکیل می دهند که می توانند زیست مولکول هایی مثل اسیدهای نوکلئیک و پروتئین ها را به دام انداخته و متمرکز کنند. این میکرو قطرات، بر خلاف اغلب سلول های جدید، می توانند به سادگی ادغام و اصلاح شوند و بنابراین می توانستند سیستم های متنوع ژنتیکی و متابولیکی اولیه را، که به طور بالقوه برای منشأ حیات حیاتی هستند، میزبانی کرده باشند.
تمام زندگی روی زمین از سلول ها تشکیل شده است. سلولها تشکیل شده اند از لیپیدها، پروتئین ها و اسیدهای نوکلئیک، که لیپید غشای سلولی را تشکیل می دهد که محفظه ای است که اجزای دیگر را با هم نگاه می دارد و به محیط وصل می کند، در حالی که غذا و ضایعات را مبادله می کند. این که چگونه اجتماعی مولکولی به پیچیدگی سلول ها در ابتدا شکل گرفت به صورت یک راز باقی می ماند.
اکثر تحقیقاتِ منشأ زندگی بر روی این تمرکز می کنند که چگونه مولکول ها و ساختارهای زندگی توسط محیط تولید می شوند و سپس در ساختارهایی که به سلول های اولیه منجر می شوند، مجتمع می شوند. به هر حال، احتمالاً بسیاری از انواع دیگر مولکول ها وجود داشته است که همراه با مولکول های زیستی روی زمین اولیه شکل گرفتند، و ممکن است که حیات با استفاده از شیمی بسیار ساده ای نامربوط به زیست مولکول های جدید شروع شده باشد و سپس از طریق مراحل پیچیده افزاینده ای تکامل یافته باشد و نهایتاً ساختارهای پیدا شده در سلول های جدید را بار آورده باشد.
کار قبلی هدایت شده در ELSI نشان داد که خشک کردن در دمای ملایمِ ترکیبات آلی ساده که به عنوان اسیدهای آلفا هیدروکسی شناخته می شوند، که در سنگ های آسمانی و بسیاری از شبیه سازی های شیمی پیش از زیست شناسی یافت می شوند، به طور خود به خودی آنها را به مخلوط هایی از پلی استرهای طولانی پلیمریزه می کند. بر مبنای این کار، جیا و همکارانش گام بعدی را برداشتند و این واکنش ها را تحت میکروسکوپ بررسی کردند و دریافتند که این سیستم های پلی استری مخلوط شده یک فاز ژلی را تشکیل می دهند و هنگامی که مجدداً مرطوب می شوند تا ساختارهای سلول مانند ساده تشکیل دهند به طور خود به خودی خود مونتاژ می شوند.
چالش برانگیزترین جنبه این کار تدبیر روش هایی جدید برای مشخص کردن ویژگی ها و کارکردهای قطره های ریز بود، زیرا هیچکس چنین سیستم هایی را قبل از آن تحلیل نکرده بود. جیا خاطرنشان ساخت که تیم خوش شانس بود که چنین تنوعی از تخصص های چند رشته ای، شامل متخصصین شیمی، بیوشیمی، دانشمندان مواد و زمین شناسان داشت. قطره های ریز می توانند در شکل گیری یک لایه چربی روی سطحشان کمک کنند، و این نشان می دهد که آنها می توانسته اند در داربست زدن تشکیل پروتئین-سلول کمک کرده باشند. پس از معین کردن ترکیب آنها و نشان دادن تمایل طبیعی آنها به خود مونتاژ شدن، سؤال بعدی این بود که آیا این ساختارهای سلول مانند ممکن بود قادر به انجام کار شیمیایی مفیدی باشند. غشاء‌های سلولی مدرن بسیاری از وظایف مهم را که به حفظ سلول کمک می کنند انجام می‌دهند، به عنوان مثال، نگه داشتن ماکرومولکول ها و متابولیت ها در یک مکان و نیز ایجاد یک محیط داخلی ثابت، که می تواند بسیار متفاوت از یک محیط خارج از سلول باشد. آنها ابتدا اندازه گیری کردند که این ساختارها چقدر پایدار هستند و دریافتند که آنها می توانند برای دوره های زمانی بسیار طولانی بسته به شرایط محیطی پایداری کنند، اما همچنین می توانند وادار شوند به ادغام و یکی شدن.
مونومرهای آلفا هیدروکسی اسید خشک می شوند که این منجر به سنتز یک ژل پلی استر می شود. این ژل پس از آن دوباره آبدار می شود که این منجر به تجمع میکرو قطرات می شود. اعتبار: ELSI
سپس آنها توانایی این ساختارها را برای جدا کردن مولکول ها از محیط تست کردند و دریافتند که آنها مولکول های رنگی بزرگی را به میزان قابل توجهی انباشته کردند. سپس آنها نشان دادند که این قطرات ریز همچنین می توانند مولکول های RNA و پروتئین را میزبانی کنند و همچنان اجازه دهند که آنها از نظر عملکرد کاتالیزوری باشند. علاوه بر این، تیم نشان داد که قطره های ریز می توانند در شکل گیری یک لایه چربی روی سطحشان کمک کنند، و این نشان می دهد که آنها می توانسته اند در داربست زدن تشکیل پروتئین-سلول کمک کرده باشند.
جیا و همکارانش مطمئن نیستند که این ساختارها اجداد مستقیم سلول ها باشند، اما آنها فکر می کنند ممکن است چنین قطرات ریزی توانسته باشد اجتماع پروتئین-سلول ها بر روی زمین را مقدور کرده باشد. آنها متوجه هستند که سیستمِ قسمت قسمت سازی جدیدی که آنها پیدا کرده اند، بسیار ساده است، و می توانسته به سادگی در محیط های ابتدایی در سراسر گیتی شکل گرفته باشد. جیا می گوید: "این به ما اجازه می دهد تا سیستم های غیر بیولوژیکی را در زمین اولیه تصور کنیم که می توانسته همچنان دستی در ریشه های زندگی داشته باشد. این نشان می دهد که ممکن است بسیاری از سیستم های غیر بیولوژیکی دیگر وجود داشته باشند که باید اهداف تحقیقات آینده از این نوع باشند." او فکر می کند که توسعه این ها یا سیستم های مدلی مشابه می تواند اجازه مطالعه بهتر در مورد تکامل سیستم های متنوع شیمیاییِ نماینده شیمی های پیچیده، که احتمالاً قرار بوده است روی بدن های اولیه سیاره‌ای یافت شوند، را بدهد.
منبع: موسسه فناوری توکیو
.jpg "چرا پیامبر (ص) فرموده است که سوره هود مرا پیر کرده است؟")
