科学家鉴定出可能激发地球生命的物质

罗格斯大学的一组科学家致力于查明新陈代谢的原始起源——一组最初为地球上的生命提供动力的核心化学反应——已经确定了一种蛋白质的一部分，这种蛋白质可以为科学家提供线索，以检测即将产生生命的行星。

罗格斯大学高级生物技术与医学中心(CABM)的研究员维卡斯·南达(VikasNanda)表示，这项发表在《科学进展》(ScienceAdvances)杂志上的研究对寻找地外生命具有重要意义，因为它为研究人员提供了一条新的寻找线索。

根据实验室研究，罗格斯大学的科学家表示，最有可能启动生命的化学候选物之一是一种具有两个镍原子的简单肽，他们称之为“Nickelback”并不是因为它与加拿大摇滚乐队有任何关系，而是因为它的主链氮原子键合两个关键的镍原子。肽是蛋白质的组成部分，由一些称为氨基酸的基本构件组成。

“科学家们认为，在3.5到38亿年前的某个时候，出现了一个转折点，它启动了从生命起源前的化学——生命之前的分子——到活的生物系统的转变，”Nanda说。“我们相信这种变化是由一些小的前体蛋白引发的，这些前体蛋白在古老的代谢反应中执行关键步骤。我们认为我们已经找到了这些‘先驱肽’中的一种。”

进行这项研究的科学家是罗格斯大学领导的名为地球圈和微生物祖先纳米机器进化(ENIGMA)的团队的一部分，该团队是美国宇航局天体生物学计划的一部分。研究人员正在寻求了解蛋白质如何进化成为地球上生命的主要催化剂。

当用望远镜和探测器在宇宙中搜寻过去、现在或正在出现的生命迹象时，美国宇航局的科学家们正在寻找已知是生命预兆的特定“生物特征”。Nanda说，像五分钱这样的肽可能成为NASA用来检测即将产生生命的行星的最新生物特征。

研究人员推断，一种原始的激发化学物质需要足够简单，才能在益生元汤中自发组装。但它必须具有足够的化学活性才能拥有从环境中获取能量以驱动生化过程的潜力。

为此，研究人员采用了一种“还原论”方法：他们首先检查已知与代谢过程相关的现有当代蛋白质。由于知道这些蛋白质太复杂而无法在早期出现，他们将它们简化为基本结构。

经过一系列实验后，研究人员得出结论，最佳候选者是Nickelback。该肽由13个氨基酸组成并结合两个镍离子。

他们推断，镍是早期海洋中储量丰富的金属。当与肽结合时，镍原子成为有效的催化剂，吸引额外的质子和电子并产生氢气。研究人员推断，氢在早期地球上也更为丰富，并且可能是推动新陈代谢的重要能量来源。

“这很重要，因为虽然有许多关于生命起源的理论，但对这些想法进行实际实验室测试的却很少，”南达说。“这项工作表明，不仅简单的蛋白质代谢酶是可能的，而且它们非常稳定且非常活跃——使它们成为生命的合理起点。”

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