科学探索|新理论认为星尘上的肽可能提供了通往生命的捷径新理论认为星尘上的肽可能提

几十亿年前，无菌的原始地球上某个未知地点成为复杂有机分子的大熔炉，第一个细胞从中出现。生命起源的研究人员提出了无数富有想象力的想法，说明这一切是如何发生的，以及必要的原始成分来自何处。其中最难解释的是蛋白质，细胞化学的关键骨架，因为在今天的自然界中，它们完全由活细胞制造。如果没有生命来制造，第一个蛋白质是如何形成的？
科学家们大多在地球上寻找线索。然而，一个新的发现表明，答案可能在天空之外，在黑暗的星际云层中找到。上个月在《自然-天文学》上，一组天体生物学家表明，肽，即蛋白质的分子单元，可以自发地形成在宇宙中漂移的固体、冰冻颗粒的宇宙尘埃当中。这些肽在理论上可以在彗星和陨石中旅行到年轻的地球以及其他世界，成为生命的一些起始材料。

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这种太空肽形成机制的简单性，使其可能取代无生命地球上的已知纯化学过程。这种简单性表明蛋白质是参与导致生命的进化过程的第一批分子。研究人员说，他们已经发现了一条通往蛋白质的捷径，一条更简单的化学途径，为蛋白质在生命起源的非常早期就存在的理论重新注入了活力。这些肽是否能在太空的艰苦跋涉中存活下来，并对生命的起源做出有意义的贡献，这在很大程度上是一个开放的问题。
罗格斯大学环境和生物科学学院的教授Paul Falkowski说，新论文中展示的化学"非常酷"，但还没有弥合原前生物化学和生命第一个证据之间的惊人差距，仍然缺少一种火花。尽管如此，这次发现表明，肽可能是整个宇宙中比科学家认为的更容易获得的资源，这种可能性也可能对其他地方的生命前景产生影响。
细胞使蛋白质的生产看起来很容易。它们在富含氨基酸等有用分子的环境中，以及在它们自己储存的遗传指令和催化酶（本身就是典型的蛋白质）的支持下，奢侈地制造肽和蛋白质。但在细胞存在之前，在地球上并没有一个简单的方法可以做到这一点。如果没有任何生物化学提供的酶，肽的生产是一个低效的两步过程，包括首先制造氨基酸，然后在氨基酸连接成链的过程中去除水，这个过程称为聚合。这两个步骤都有很高的能量障碍，所以只有在有大量的能量帮助启动反应的情况下才会发生。
由于这些要求，大多数关于蛋白质起源的理论要么集中在极端环境中的情景，如在海底热液喷口附近，要么假设存在像RNA这样具有催化特性的分子，可以降低能量屏障，足以推动反应的进行。即使在这种情况下，需要特殊条件来使氨基酸集中到足以进行聚合。尽管已经有许多假设，但目前还不清楚这些条件是如何以及在哪里在原始地球上出现的。
【科学探索|新理论认为星尘上的肽可能提供了通往生命的捷径】一系列计算预测，在太空中的条件下，在徘徊于恒星之间的极其密集和寒冷的尘埃和气体云中，可能存在一种更直接的制造肽的方法。这些分子云是新恒星和太阳系的孕育地，其中充满了宇宙尘埃和化学物质，其中最丰富的一些是一氧化碳、原子碳和氨。气体云中的这些反应可能会导致碳在宇宙尘埃颗粒上的凝结，并形成被称为氨酮的小分子。这些氨基酮将自发地连接起来，形成一种非常简单的肽，称为聚甘氨酸。通过跳过氨基酸的形成，反应可以自发进行，不需要来自环境的能量。