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    原細胞是一種核酸鏈包裹在膜結構中形成的簡(jiǎn)單系統。

    現在，來(lái)自麻省總醫院的科學(xué)家在《科學(xué)》雜志上報告稱(chēng)，他們解決了人造原細胞的一個(gè)關(guān)鍵性問(wèn)題，即 RNA **的化學(xué)要求與膜穩定性之間的矛盾。

    這項論文的主要作者、09 年諾獎得主 Jack Szostak 表示：我們首次在脂肪酸囊泡中，實(shí)現了不涉及酶的 RNA **。在細胞起源研究領(lǐng)域長(cháng)期存在著(zhù)一個(gè)問(wèn)題：RNA **需要鎂離子的存在，而高水平的鎂離子會(huì )破壞簡(jiǎn)單的脂肪酸膜（最初的細胞很可能由這種膜形成）。現在我們終于找到了解決這個(gè)矛盾的辦法。”

    多年來(lái)，Szostak 的研究團隊致力于細胞起源的研究，試圖理解化合物所組成的原始湯（primordial soup），如何發(fā)展成為能**遺傳物質(zhì)并繁殖的有機體。研究者們利用遠古地球環(huán)境中可能存在的元素，來(lái)構建原細胞模型。他們發(fā)現脂肪酸能夠在水中自動(dòng)形 成小囊泡，作為容納遺傳學(xué)物質(zhì)（RNA 或 DNA）的膜結構。

    現代細胞需要復雜的酶來(lái)**核酸，但早期地球上還沒(méi)有出現這樣的酶。為此，Szostak 和文章第一作者 Katarzyna Adamala 博士希望能夠在無(wú)酶條件下，在脂肪酸囊泡中促使 RNA 進(jìn)行自我**。

    RNA 的組裝需要鎂離子，而鎂離子能夠降解脂肪酸膜，為了解決這一矛盾，研究人員采用了螯合劑，螯合劑是能夠與金屬離子緊密結合的小分子。他們測試了多種螯合劑保護脂肪酸囊泡的能力，發(fā)現檸檬酸鹽非常有效。

    隨后，研究者們將短 RNA 引物與長(cháng) RNA 模板結合起來(lái)，放入脂肪酸囊泡，以測試螯合劑是否允許鎂離子催化 RNA **。該 RNA 模板沒(méi)有與引物結合的單鏈部分，存在一個(gè)胞嘧啶序列。研究人員向這一系統加入鎂離子、螯合劑和活化的鳥(niǎo)嘌呤 G（G可以與C配對）。

    研究顯示，G 能夠擴散進(jìn)入囊泡的膜，與模板上的C結合，延伸雙鏈 RNA 分子。在幾種螯合劑中，檸檬酸鹽使這一過(guò)程進(jìn)行得最快。研究人員指出，檸檬酸鹽只覆蓋了鎂離子的一面，可以在保護膜結構的同時(shí)，允許 RNA **的進(jìn)行。他們還發(fā)現，持續更新活化的鳥(niǎo)嘌呤溶液能夠增強 RNA **的效率。

    不過(guò)，盡管檸檬酸鹽適用于在實(shí)驗室條件構建人造細胞，但早期地球上的檸檬酸鹽可能無(wú)法達到足夠的量。研究人員推測，應該存在某種簡(jiǎn)單的多肽，能與檸檬酸鹽起到同樣的作用，現在他們正在尋找這樣的多肽。