生命起源化學過程研究獲重大突破地熱熱流推動分子分離和富集

《自然》3日發表的實驗室研究發現，穿過巖石裂縫的熱流，如火山或地熱系統中的熱流，能凈化與生命的化學起源相關的分子。該研究可解釋生命最初的基本成分如何從復雜的化學混合物中形成。

由相互連接的巖石裂縫組成的地下網絡，在熱流的推動下積累并富集了生命起源前的化合物，從而促進了生命出現的早期化學過程。圖片來源：《自然》網站

生物聚合物及其成分的形成，是地球生命起源的關鍵。不過，這些過程很難在實驗室里復現。通常來說，這些復雜反應下形成的副產物數量，意味著生物相關基本成分形成的數量微乎其微。之前嘗試設計的純化方法因為特異性而受限，無法一次性分離各種分子。

德國路德維希-馬克西米利安-慕尼黑大學團隊受地質現象啟發，利用一種有極小裂縫的腔室，從由氨基酸、核堿基、核苷酸等化合物組成的復雜混合物中分離出了在生命起源前、與生命相關的50多種分子。地殼中可發現由類似裂縫構成的巨大網絡，這些網絡被認為在生命形成前在地球上大量存在。將這種混合物沿著溫度梯度過濾，就能根據分子結構的細微差異，實現特異性分子的分離和富集。

實驗結果表明，即使是適度的溫差也足以分離和純化多種生命起源前分子類型，包括2-氨唑和氨基酸，使其濃度分別提升10倍和3個數量級。濃度比或可通過擴大裂縫網絡進一步提高，且被證明在各種溫度、溶劑和pH值下都能成功。實驗條件被證明能促進兩種甘氨酸分子的偶聯，這是多肽合成的起點，形成起始混合物5倍的濃度促進了這一過程。

這種方法的成功表明，自然形成的地熱熱流或在早期地球上推動了這種分離過程，并為研究生命起源所需的化合物提供了一種高效的形成方法。