它（可能不是）活着！由于添加了大量材料，它只能进行几次分裂。正在分裂的SpudCells。版权归生物理解所有。理解生命起源需要解决一系列交叉的科学问题。我们在解释早期地球上简单化学物质是如何构建生命所需的复杂分子，以及这些化学物质是如何构建第一个遗传/催化分子的过程上取得了很大进展。但是，我们在理解一个关键难题方面还有很远的路要走：膜是如何围绕第一个细胞形成的？在水中自发形成膜是相对简单的，它们会封闭溶解在水中的任何物质，包括核酸。但膜随后会将其内部与溶液中的其他所有东西隔离开来。任何封闭在内部的有趣化学反应都会消耗原材料并停滞不前。目前，明尼苏达大学的一个实验室宣布开发了一种简化系统，其中一个膜包围了一些遗传材料，但可以不断导入新材料。该系统还会自发分裂，产生几代“后代”，然后开始出现故障。它仍然极度依赖于人为干预，但可能提供了探索生命起源及真正简约形式的生命可能性的新途径。SpudCells的遗传学 这项工作由凯特·亚当拉领导的团队完成，目前尚未经过同行评审（草稿稿件已在线发布）。这项工作主要包括将其他研究人员描述或开发的生物系统的组件组合在一起，并包裹在膜中。这些组件中的许多来源于病毒，病毒通常以其大大简化的系统而著称，这些系统在细胞中则要复杂得多。例如，亚当拉称之为“SpudCell”的细胞复制DNA所使用的系统源自一种感染细菌的病毒，叫做Phi29。另一个研究小组已经证明，这种病毒用来复制其DNA的蛋白质编码的DNA可以放入膜中，在那里它会复制自己的DNA。因此，研究人员将其适应于自己的系统，该系统在七个独立的圆形DNA分子上扩展了大约90000个碱基。SpudCell的一个限制是没有办法确保当细胞分裂时，每个后代都能收到这七个分子的所有副本。相反，该系统只是制造了一堆副本，以增加其中一些分子最终进入每个后代的可能性。它不完全有效；经过五代分裂，大多数SpudCells缺失其基因组七个分子中的至少一个。将基因组部分复制到RNA以进行蛋白质生产的系统来自一种名为T7的病毒。这已成为分子生物学的工作马——你可以在网上订购T7 RNA聚合酶，并将其冷藏发给你。在这种情况下，编码T7 RNA聚合酶的基因被添加到SpudCell基因组中，并由那些人造细胞制造。这里需要的最后一个元素是将RNA翻译成蛋白质。在这里，研究人员简单地提纯了翻译机械，并将其提供给SpudCells。他们依赖于东京大学的一组开发的系统，该系统给每个翻译所需的蛋白质添加了标签，并使用这些标签对其进行提纯。明尼苏达团队只是提纯了这些蛋白质，并将其馈送到系统中。给我喂食！这种喂食是字面上的。对于小型、简单的分子，研究人员只需将编码孔蛋白的基因插入SpudCell基因组。这使得小分子和离子能够进出SpudCell。只要细胞置于具有足够这些物质的溶液中，SpudCell的内部将拥有足够的浓度。但用于制造更多蛋白质的蛋白质复合体太大，无法通过小孔。因此，研究人员将这些蛋白质和其他大型材料包裹在另一种膜中，然后将其馈送给SpudCells。为了使两个膜——一个来自SpudCell，另一个来自其食物——相互作用，研究人员在他们已经使用的孔蛋白上添加了一个标签。然后，他们向食物膜中添加了一些与该标签相互作用的物质。这使得这两个膜可以互动，融合，并将食物倒入SpudCell内部，并增加其膜材料。这一“喂食”过程使SpudCells能够继续制造新蛋白质，即使它们已经耗尽了初始的原材料供应。添加的膜材料还增加了SpudCell的大小，实际上导致它生长。通常，细胞生长最终会导致细胞分裂，将膜及其内容分割成两个新细胞。但SpudCell...