海洋气泡(股票图像)。

过程可能导致第一有机分子

新的研究确定可能生产大约4十亿年前地球上最早的有机分子已经键,生命起源之前的过程。这个过程中,它类似于什么发生用某种古代海底热液喷口,也可能有相关性的搜索宇宙中的其他地方生活。

地球上所有生命是建立有机分子,化合物制成的绑定到其他元素如氢,氮和氧的原子的碳原子。在现代生活中,大多数这些有机分子的从二氧化碳(CO 2)的还原通过几个“碳固定”途径(如在植物中光合作用)发起。但大多数这些路径中的任以便需要从细胞能量来工作,或者被认为已经发展比较晚。因此,如何在第一有机分子的出现,生命的起源之前?

为了解决这个问题,博物馆郭士纳学者维克多·索霍和鲁本哈德森从大西洋缅因州大学想出了一个新奇的设置基于微流控反应,微小的自足的实验室,让科学家研究流体行为,在这种情况下,气体以及,在微尺度。该反应器的先前版本试图在液体混合的氢气和CO 2的气泡,但没有减少发生,可能是因为它有机会进行反应前的高挥发性的氢气逃脱。该解决方案排在索霍和哈德森,谁在RIKEN中心可持续资源科学日本琦玉共享的实验台之间的讨论。最终反应器始建于哈德森在缅因州的实验室。

“取而代之的是反应之前起泡流体中的气体,新反应堆的主要创新点是,流体是由气体本身驱动,所以对他们逃脱的机会很少,”哈德森说。

研究人员使用它们的设计,以氢气与CO 2结合产生称为甲酸(HCOOH)的有机分子。这种合成过程类似于不需要能量供应整体,叫做木扬达尔乙酰辅酶A途径的唯一已知的二氧化​​碳固定途径。反过来,这个过程类似于可能在古洋热液喷口发生了反应。

“后果超出了我们自己的生物圈一直延伸,”索霍说。 “今天可能存在类似的热液系统在其他地方的太阳能系统,最显着的土卫二和欧洲,分别土星和木星,月亮的,所以可以预见在其他水岩石世界整个宇宙。”

“怎么理解二氧化碳可在温和的地质条件下,可以减少用于评估在其他星球上的生命的起源,它送入了解常见的或罕见的生活如何可能是在宇宙的可能性,重要的”从美国宇航局喷气推进加入劳瑞驳船实验室,这项研究的作者。

研究人员使用相对温和的条件变成CO 2引入有机分子,这意味着发现还可以具有用于环境化学相关性。在目前的气候危机面前,对于减少二氧化碳排放量的新方法在持续搜索。

“多主题本文触摸的结果:从理解代谢的起源,到巩固地球上的氢和碳循环,也为绿色化学中的应用地球化学,那里的生物地理灵感的工作可以帮助促进化学在温和条件下反应,补充说:”肖恩E.麦格林,也是该研究的作者之一,设在东京技术研究所。

这项研究的其他作者包括来自RIKEN Ruvan德格拉夫以及从大西洋学院马里Strandoo罗丹,绫大野从日本RIKEN中心可持续资源学院,伦敦大学学院的尼克巷,从RIKEN洋马山田隆平村和东京工业大学,并在慕尼黑路德维希 - 马克西米利安大学迪特·布劳恩。

这项工作是由美国航空航天局的太空缅因州格兰特联盟(SG-19-14和SG-20-19),美国国家科学基金会(1415189和1724300),在日本学术振兴(FY2016-PE-部分支持16047和FY2016-PE-16721),普通医学科学的健康国家研究所(P20GM103423),欧洲分子生物学组织全国学院(ALTF- 725 1455年至2015年),该研究所在柏林高等研究和郭士纳家庭基础。

资源 American Museum of Natural History. "Process that might have led to first organic molecules: New research could have relevance to search for extraterrestrial life, green chemistry." ScienceDaily. ScienceDaily, 8 September 2020. <www.sciencedaily.com/releases/2020/09/200908170535.htm>.