科学家发现可能引发地球生命的 "先锋肽"

罗格斯大学的科学家们已经确定了一种名为"Nickelback"的蛋白质的一部分，它可能是30多亿年前启动地球生命的候选者。这一发现对寻找地外生命具有重要意义，因为它为研究人员提供了一条新的线索。研究人员认为，少数前体蛋白质在从前生物化学到活的生物系统的转变中发挥了关键作用，而"尼克尔布"就是这些"先驱肽"之一。

罗格斯大学的一个科学家小组致力于确定新陈代谢的原始起源--一套首先为地球上的生命提供动力的核心化学反应，现在他们已经确定了一种蛋白质的一部分，可以为科学家提供探测即将产生生命的行星的线索。

罗格斯大学高级生物技术和医学中心（CABM）的研究员Vikas Nanda说，这项研究于3月10日发表在《科学进展》杂志上，对寻找地外生命具有重要意义，因为它为研究人员提供了一条新的线索。

根据实验室研究，罗格斯大学的科学家们说，启动生命的最有可能的化学候选物之一是一种带有两个镍原子的简单肽，他们称之为"Nickelback"，不是因为它与加拿大摇滚乐队有什么关系，而是因为它的骨架氮原子与两个关键的镍原子结合。肽是由被称为氨基酸的一些元素组成的蛋白质的一个成分。

Nanda说："科学家们相信，在35亿到38亿年前的某个时候，出现了一个转折点，一些东西启动了从生物前化学--生命之前的分子--到生命、生物系统的变化。我们相信这一变化是由一些小的前体蛋白引发的，它们在一个古老的代谢反应中执行关键步骤。而且我们认为我们已经找到了这些'先锋肽'中的一个。"

镍背肽的计算机渲染图显示了连接两个关键镍原子（橙色）的骨架氮原子（蓝色）。确定了蛋白质的这一部分的科学家认为它可能为探测即将产生生命的行星提供线索。资料来源：Nanda实验室

进行这项研究的科学家是罗格斯大学领导的一个名为"地球圈和微生物祖先的纳米机械进化"（ENIGMA）的团队的一部分，该团队是美国宇航局天体生物学项目的一部分。研究人员正在寻求了解蛋白质是如何演化成为地球上生命的主要催化剂的。

当用望远镜和探测器在宇宙中寻找过去、现在或新兴生命的迹象时，美国宇航局的科学家们寻找特定的"生物特征"，这些特征被认为是生命的预兆。

研究人员推断，一种原始的煽动性化学物质需要足够简单，以便能够在前生物汤中自发地组装起来。但它必须具有足够的化学活性，以拥有从环境中获取能量来驱动生化过程的潜力。

为此，研究人员采用了一种"还原主义"方法。他们首先研究了已知与代谢过程相关的现有当代蛋白质。由于知道这些蛋白质太过复杂，不可能在早期就出现，因此他们将其简化为基本结构。

经过一连串的实验，研究人员得出结论，最好的候选者是Nickelback。该肽由13个氨基酸组成，并与两个镍离子结合。

他们推断，镍是早期海洋中一种丰富的金属。当与肽结合时，镍原子成为强大的催化剂，吸引额外的质子和电子并产生氢气。研究人员推断，氢气在早期地球上也是比较丰富的，而且会是为新陈代谢提供能量的一个重要来源。

Nanda说："这很重要，因为虽然有许多关于生命起源的理论，但对这些想法的实际实验室测试却很少。这项工作表明，不仅简单的蛋白质代谢酶是可能的，而且它们是非常稳定和非常活跃的--使它们成为生命的一个合理的起点。"