破解來自天外的生命密碼 隕石研究揭示生命在分子水平上的運作機制

【資料簡介】

破解來自天外的生命密碼 隕石研究揭示生命在分子水平上的運作機制
        在3月16日的《美國國家*院刊》上，美國國家*（NASA）的科學家指出，他們在對隕石的成分進行分析后，發(fā)現(xiàn)了生命在其zui基本分子水平上的運作機制。
　　生命氨基酸分子都是左手性
　　論文*作者、NASA戈達德宇航中心的丹尼爾•格拉夫因博士說，太空中產生的氨基酸等生命分子是通過隕石的沖擊帶到地球上的，這項發(fā)現(xiàn)有助于解釋為什么生命都是左手性的，也就是說，地球上所有已知生命都只用左手性氨基酸來構建蛋白質。
　　蛋白質是主要的生命分子，被用在形成從頭發(fā)到酶（可幫助加速或調節(jié)化學反應）等各種不同結構。正如26個英文字母可組合成無數(shù)的單詞，生命體采用約20種不同的氨基酸，通過排列組合構筑出數(shù)百萬種不同的蛋白質。氨基酸分子能以兩種方式制造，好比人的左右手，其手性彼此互為鏡像。
　　盡管從理論上來說，右手性的氨基酸也運行良好，但戈達德宇航中心的杰森•徳沃克金博士提醒說，千萬別將其與左手性氨基酸混在一起，一旦這么做，生命就會變成類似炒蛋的東西而變得一團混亂。既然生命無法在左手性和右手性氨基酸同時存在時正常運行，那么是什么使得生命選擇了左手性氨基酸而非右手性氨基酸呢？
　　外太空分子可能參與了生命起源
　　在過去4年里，該研究小組仔細分析了富含碳元素的碳質球粒隕石樣本的成分。研究人員發(fā)現(xiàn)，在3種類型的碳質球粒隕石中，單就異*而言，左手性的比例要比右手性的高出許多。在zui常用來研究的默奇森隕石（被認為是某小行星的一部分）中，這個差距更是超過了18%%。格拉夫因表示，在各種隕石中找到了更多的左手性異*，這一點支持了外太空的分子可能參與了地球原始生命起源這一假說，即氨基酸被小行星與彗星帶到早期的地球，促成了只有基于左手性的蛋白質生命出現(xiàn)在地球上。
　　研究人員表示，所有的氨基酸都可以通過化學反應（由輻射或溫度供給能量）從左手性轉變?yōu)橛沂中裕粗嗳弧？茖W家之所以從異*入手，是因為此氨基酸可將其手性保持幾十億年之久，且其罕為生命所用，只存于隕石中，所以不太可能受到地球生命的污染。
　　格拉夫因介紹說，此次研究的隕石來自于地球形成前，已有超過45億年的歷史。“我們相信造就更多左手性異*的相同過程，同樣會造就更多其他類型的左手性氨基酸，并可在隕石中被發(fā)現(xiàn)，不過這種朝向左手性氨基酸的傾向在其后一段時間內幾乎被刪除殆盡。”
　　該研究小組的發(fā)現(xiàn)驗證并擴展了10年前由亞利桑那大學研究人員zui早提出的研究成果。他們曾在默奇森隕石中發(fā)現(xiàn)了過量的異*。格拉夫因指出，他們使用了不同的技術來尋找這種過量的異*，并在奧爾蓋爾隕石中發(fā)現(xiàn)了它的存在，奧爾蓋爾隕石屬于另一隕石群，據(jù)稱來自一顆已滅絕的彗星。
　　左手性氨基酸形成與水含量有關
　　研究小組對于這種過量的情況提出了一種假想模式。因為不同類型的隕石中有著不同的含水量，這是由隕石中找到的黏土和含水礦物的數(shù)量來決定的。研究人員發(fā)現(xiàn)，在含水量較多的隕石中，左手性異*的數(shù)量會更多。徳沃克金分析說：“這一發(fā)現(xiàn)給我們一個啟示，過量左手性氨基酸的形成與水造成的某些改變有關。促成左手性氨基酸數(shù)量更多的方法有許多種，這一發(fā)現(xiàn)縮小了我們的搜尋范圍。”
　　研究小組指出，如果朝向左手性的傾向起源于太空，那么在我們太陽系中尋找外星生命的努力會更加困難。即使在太陽系中的任何一處發(fā)現(xiàn)外星生命，那也可能是很微小的，因為只有微生物才能在環(huán)境下生存下來。想要確定微生物是否來自外星，zui大的問題是確定其有否被來自地球的微生物所污染。
　　如果發(fā)現(xiàn)這種生命是基于右手性氨基酸的，就可確定其必定不是來自地球。但是，如果左手性氨基酸始于太空，它就有可能延伸至太陽系，如此，在火星上可能發(fā)現(xiàn)的任何生命也將會是左手性的。
　　另一方面，如果存在某種機制，可在生命出現(xiàn)之前選擇手性，那至少是益生性化學作用在產生生命之前不得不解決的一個問題。如果這一問題已為地球所解決，那在太陽系中的其他地方，例如在火星表面之下，或木衛(wèi)二、土衛(wèi)二或土衛(wèi)六冰冷表層之下的海洋中，這一問題可能也已被解決了。
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