研究识别可能导致第一有机分子的关键过程

美国自然历史博物馆领导的新研究并由NASA获得资助，确定了一个在生活起源之前在大约40亿年前生产地球上的第一个有机分子的过程。

这一过程与一些古代水下热液喷口可能发生的情况类似，也可能与宇宙其他地方的生命搜索有关。这项研究的细节发表在本周的杂志上美国国家科学院院刊欧洲杯线上买球．

地球上所有的生命都是由有机分子构成的——由碳原子和其他元素的原子，如氢、氮和氧组成的化合物。在现代生活中，这些有机分子大多来源于二氧化碳(CO₂)，通过几种“碳固定”途径(如植物的光合作用)。但大多数这些途径要么需要细胞的能量才能工作，要么被认为进化得相对较晚。那么在生命起源之前，第一个有机分子是如何产生的呢

为了解决这个问题，博物馆Gerstner Scharar Victor Sojo和Reuben Hudson在缅因州大西洋学院的探索，基于微流体反应器，微流体反应器的小说设置，允许科学家研究流体的行为 - 而在这种情况下，气体也在微观上。

之前版本的反应堆试图混合氢气和一氧化碳的气泡₂在液体中但没有发生减少，可能是因为在有机会反应之前逃逸的高挥发性氢气。该解决方案在SOJO和Hudson之间进行了讨论，他在日本埼玉市瑞克可持续资源科学中心分享了一个实验室长椅。欧洲杯线上买球最终的反应堆是在哈德森在缅因州的实验室建造的。

“与在反应前让液体中的气体冒泡不同，新反应堆的主要创新之处在于，液体是由气体本身驱动的，所以它们逃逸的机会非常小。”哈德森说。

研究人员利用他们的设计将氢与CO结合₂制备称为甲酸（HCOOH）的有机分子。这种合成过程类似于唯一已知的CO₂-固定途径，不需要整体的能量供应，称为Wood-Ljungdahl乙酰辅酶a途径。反过来，这个过程类似于可能发生在古代海洋热液喷口的反应。

“后果远远超出了我们自己的生物圈，”Sojo说。“类似的热液系统今天可能存在于太阳系的其他地方，最显著的是土卫二(Enceladus)和木卫二(Europa)，它们分别是土星和木星的卫星，可以预测，宇宙中其他水岩世界也会存在类似的热液系统。”

“了解在温和的地质条件下如何减少二氧化碳，对于评估其他星球上生命起源的可能性非常重要，这将有助于理解宇宙中生命的常见或罕见程度，”美国宇航局喷气推进实验室的劳里·巴什补充道，她是这项研究的作者之一。

研究人员将一氧化碳₂在相对温和的条件下转化成有机分子，这意味着这些发现可能也与环境化学有关。面对持续的气候危机，人们正在不断寻找新的CO方法₂减少。

“本文的结果触及多个主题：从理解新陈代谢的起源，到地球上氢和碳循环的地球化学，以及绿色化学应用程序，在那里生物地质启发工作可以有助于促进化学品在温和条件下的反应，“该研究的作者之一、东京工业大学的肖恩·e·麦克格林补充道。

Other authors on this study include Ruvan de Graaf and Mari Strandoo Rodin from the College of the Atlantic, Aya Ohno from the RIKEN Center for Sustainable Resource Science in Japan, Nick Lane from University College London, Yoichi M.A. Yamada from RIKEN, Ryuhei Nakamura from RIKEN and Tokyo Institute of Technology, and Dieter Braun from Ludwig-Maximilians University in Munich.

这项工作的部分支持由NASA的缅因州太空格兰特财团(SG-19-14和SG-20-19),美国国家科学基金会(1415189和1415189),日本促进社会科学(fy2016 - pe - 16047和fy2016 - pe -欧洲杯线上买球 16721),美国国立卫生研究院的国家一般医学科学研究所(P20GM103423),欧洲分子生物学组织(ALTF- 725 1455-2015)、柏林高级研究所和格斯特纳家族基金会。

来源：https://www.amnh.org/