第一个细胞可能利用温度来分裂

9 月 3 日发表在《生物物理杂志》上的一项研究表明，一种简单的机制可能是原始细胞(现代活细胞的假定祖先)生长和自我复制的基础。原始细胞是由膜双层包围的囊泡，可能与第一个单细胞共同祖先 (FUCA) 相似。所提出的模型基于相对简单的数学原理，表明驱动原始细胞生长和繁殖的主要力量是由于内部化学活动而导致圆柱形原始细胞内外之间的温差。

“我们研究的最初动机是确定驱动细胞分裂的主要力量，”Universcience 的研究作者 Romain Attal 说。“这很重要，因为癌症的特点是细胞分裂不受控制。这对于了解生命的起源也很重要。”

一个细胞分裂成两个子细胞需要同步许多涉及细胞内细胞骨架结构的生化和机械过程。但在生命史上，如此复杂的结构是一种高科技奢侈品，一定比分裂能力出现的时间要晚得多。在基因、RNA、酶和今天存在的所有复杂细胞器出现之前，即使在最原始的自主生命形式中，原始细胞也必须使用一种简单的分裂机制来确保它们的繁殖。

在这项新研究中，阿塔尔提出了一个模型，该模型基于生命的早期形式是包含特定化学反应网络的简单囊泡——现代细胞代谢的前身。主要假设是构成膜双层的分子在原始细胞内通过整体放热或释放能量的化学反应合成。

内部温度的缓慢升高迫使最热的分子从双层的内部小叶移动到外部小叶。这种不对称运动使外小叶比内小叶生长得更快。这种差异增长增加了平均曲率并放大了原始细胞的任何局部收缩，直到它分裂成两半。切割发生在最热区域附近，中间附近。

“所描述的场景可以被视为有丝分裂的祖先，”阿塔尔说。“由于没有长达 40 亿年的生物档案，我们不确切知道 FUCA 包含什么，但它可能是一个由脂质双层包围的囊泡，其中包含一些放热化学反应。”

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