图片说明：包含脂肪酸膜和DNA链的原细胞模型图。（图片来源：Harvard Medical School和Massachusetts General Hospital的Janet Iwasa、Szostak实验室）
美国科学家最近在实验室成功构建了原细胞模型，并深入研究了这些地球最早生命形式如何与环境相互作用。相关研究论文于6月4日在线发表于《自然》杂志（原文链接）。
原细胞（protocell）是对约35亿年前地球最原始生命的假设模型，具有最简化、原始的结构，但能够自主构建、复制并容纳DNA。这一模型为探索早期生命的形态、繁殖机制及其与环境的相互关系提供了重要线索。
在最新研究中，哈佛医学院和麻省总医院的Jack W. Szostak团队发现，脂肪酸组成的原细胞膜可以让环境中的化学物质（包括DNA构建材料）无需蛋白质通道、膜孔或离子泵的帮助，直接进入细胞内部。同样，这些原细胞不依赖酶进行DNA复制。
物质如何在缺乏现代细胞膜运输机制的情况下进入细胞，一直是科学界的难题。Szostak指出：“我们的研究表明，极其原始的细胞可能通过吸收环境中的营养物质实现能量和物质的获取，而无需在内部合成这些物质。”这支持了关于早期生命起源的两大理论之一，即原始细胞可能通过环境吸收营养而非自主合成。
一些科学家提出，远古海底热液区可能是前生命分子（如脂肪酸、氨基酸等）形成的场所。Szostak团队的理论假设脂肪酸在海底矿石表面形成，并在间歇泉喷发时被带到地表。在水环境中，脂肪酸的亲水端和疏水端会有序排列，水分蒸发后形成微小的脂肪酸胶团（胶束），这些胶团在化学浓度和pH值的作用下，可能形成膜或囊泡（观看动画）。
研究人员分析了由不同脂肪酸分子组成的囊泡，发现它们具有特定的膜特性，允许某些小分子（如单糖和核苷酸）穿透膜进入原细胞内部，而较大的DNA或RNA链则难以通过。
Szostak表示：“验证这一过程的有效性，意味着我们离构建具有自我复制能力的原细胞更进一步。”（科学网 任霄鹏/编译）
原始研究论文：Sheref S. Mansy, Jack W. Szostak, 《自然》杂志，doi:10.1038/nature07018
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