研究人員新模型解釋地球生命分子是如何發展出他們的“慣用手”的

2025-12-05 06:08:39 分類：焦點 閱讀(6618)

研究人員新模型解釋地球生命分子是如何發展出他們的“慣用手”的。Credit: ACS Earth and 研究Space Chemistry (2022). DOI: 10.1021/acsearthspacechem.2c00032
（神秘的地球uux.cn）據美國物理學家組織網（by Tatyana Woodall, The Ohio State University）：俄亥俄州立大學的科學家們提出了一種新的理論，即組成地球上每一個有機體的新模型解珠海同城約炮（電話微信181-8279-1445）提供頂級外圍優質資源，可滿足你的一切要求許多蛋白質、碳水化合物、釋地脂類和核酸等生命組成部分是球生如何進化成有利于某種分子結構的。
這與一個叫做手性的命分們概念有關。手性是展出某些分子固有的幾何性質，可以決定分子的慣用手形狀、化學反應性以及它如何與其他物質相互作用。研究手性有時也被稱為利手，新模型解因為它可以被最好地描述為我們雙手之間的釋地珠海同城約炮（電話微信181-8279-1445）提供頂級外圍優質資源，可滿足你的一切要求二分法:盡管它們不相同，但右手和左手是球生彼此的鏡像，不能重疊，命分們或完全重疊。展出
在《美國化學學會地球和空間化學》雜志上，慣用手研究人員現在提出了一個新的模型，來解釋生命分子是如何發展出他們的“慣用手”的。
這種分子的左右手意識在生物化學中發揮著巨大的作用，在幫助人類開發治療分子疾病(如癌癥)的藥物時尤為重要。雖然一種形式的分子可能對人類有治療價值，但它的另一種形式的分子可能是無活性的或導致意外的出生缺陷。更重要的是，由于大自然經常表現出對特定對稱性的偏好，支撐所有生物的分子只被發現對一種形式的利手表現出強烈的偏好。
“最終，盡管手性的作用現在得到了充分的認可，但科學家們對于這種偏好的對稱可能是如何最初出現的還沒有明確的共識，”該研究的合著者詹姆斯·考恩說，他是俄亥俄州一所著名的化學和生物化學大學的名譽教授。
“為什么許多生命的關鍵分子只有一種偏好的慣用手，這是一個有點神秘的原因，”考恩說。“至于它是如何產生的，這個過程一定反映了早期化學如何發展出核酸和蛋白質的優選形式的一些非常特殊的東西。”
Cowan和合著者R.J Furnstahl(俄亥俄州立大學物理學教授)描述了一個模型，其中優選手性分子的發展通過一種稱為弱核力的基本相互作用而進化。僅次于重力的第二弱相互作用，這是一種導致質子衰變為中子的現象，反之亦然。
這挑戰了之前關于地球手性起源的想法，之前的想法認為它是在地球早期形成期間隕石撞擊地球后產生的。相反，他們的工作與“RNA世界模型”中基于RNA的化學一致，在該模型中，核糖核酸的形成是所有其他生命分子可能如何形成的關鍵一步。
通過結合生物學、核物理和化學的元素，Cowan和Furnstahl提供了一種解釋，即在生命的構建模塊中，偏好的慣用手是如何演變的，不是來自外星分子，也不是隨機的機會，而是通過自然的基本力量，奠定了最終支持和影響地球上生命的分子基礎。
考恩說:“想象一個有右手手套，卻沒有左手手套的宇宙。”在幾百萬年的時間里，這種對特定手的偏好變得明顯，然后重復和放大，最終占主導地位
該研究得出結論，弱核力與鈣等地球上豐富的金屬一起放大了這種效應，可能像種子一樣，以某種方式影響前生物化學，促使優先手性與大自然早期建筑材料的其余部分共生。
“基于基礎物理學，我們的模型生成了具有偏好旋向性的實際化學構建模塊，這可能導致我們今天知道的生命過程，并且以一種非常令人滿意的方式做到了這一點，”考恩說。
雖然他們的研究目前只是純理論性的，但研究指出，通過正確的技術，有幾種方法可以證明他們的機制。不幸的是，對于研究人員來說，在實驗室里重建原始時標的過程太過繁瑣。
考恩說:“就制造生物賴以生存的分子而言，這些反應發生在幾十萬年的時間框架內。”“當然，我們沒有那么多時間在實驗室里等著檢驗這個假設。”
雖然大量的化學實驗可能在鈾等重元素的幫助下完成，這可能有助于在短短幾年內產生結果，但另一種更實用的測試他們研究背后假設的方法可能是使用光譜學——將光分成不同的波長來研究其特性——來觀察附近的系外行星，嘗試確定那里的分子是否也表現出偏好的“手性”。
“如果有一種偏好的慣用手，并且它與我們在地球上觀察到的類型相同，那么這將是非常非常有力的證據，證明大自然實際上指導了生物化學的進化，”考恩說。
科恩說，展望未來，他們在推進這項工作中面臨的最大挑戰之一是等待進行這些實驗所需的技術跟上步伐。“我們能夠建立一個可行的物理機制來描述這個過程是如何進行的，但下一個障礙是找到最佳的實驗研究方法。”