英國《新科學(xué)家》9月14日報道,，英國科學(xué)家用含有金屬的巨型分子，成功地制造出了類似于細(xì)胞的氣泡,，并賦予它們一些類似生命的特征,。研究人員希望誘使這些氣泡演變成完全無機(jī)的能自我復(fù)制的實體，以此證明存在著完全基于金屬(無機(jī)物)的生命,。相關(guān)研究發(fā)表在最新一期德文版《應(yīng)用化學(xué)》雜志上,。
格拉斯哥大學(xué)的李·克羅寧通過將由鎢(占大多數(shù))和其他金屬原子、氧,、磷結(jié)合形成的多金屬氧酸鹽簡單地在溶液中混合,，讓其自我組裝成了像細(xì)胞一樣的球體，并將得到的氣泡稱為無機(jī)化學(xué)細(xì)胞(iCHELLs),。他還通過修改其金屬氧化物骨架,，讓其擁有了一些天然細(xì)胞膜的特征，比如,，能有選擇性地讓不同大小的化學(xué)物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞膜,，以此控制細(xì)胞內(nèi)可發(fā)生何種化學(xué)反應(yīng)(這是特定細(xì)胞的一個關(guān)鍵特征)。
克羅寧團(tuán)隊還在氣泡內(nèi)創(chuàng)建出了模擬生物細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)的分隔,。更妙的是,，他們已開始朝氣泡填充設(shè)備，通過讓一些氧化物分子與感光染料結(jié)合來進(jìn)行光合作用,?？肆_寧說，早期的研究結(jié)果表明,，他能制造出一個膜,，其受到光照時，可將水分解成氫離子,、電子和氧,，這是光合作用的第一步?？肆_寧表示：“也有跡象表明,，我們可以激發(fā)質(zhì)子穿過該細(xì)胞膜以建立一個質(zhì)子梯度，這是利用太陽能的另一個關(guān)鍵階段,。如果能將所有步驟有效地整合在一起,，我們就能創(chuàng)造出一種帶有類似植物代謝成分的自供電細(xì)胞。”
克羅寧早在去年就已證明,，可讓多金屬氧酸鹽彼此互為基質(zhì)來實現(xiàn)自我復(fù)制,。他現(xiàn)在正大規(guī)模地制造氣泡，并將其注入裝滿了酸堿度不同的物質(zhì)的試管和燒瓶陣列中,。他希望這種混合環(huán)境將只使最適合的氣泡生存,。他表示，從長遠(yuǎn)來看,，真正的考驗是細(xì)胞能否修改自己的化學(xué)性質(zhì)從而適應(yīng)不同的環(huán)境,?？肆_寧暗示，他的最新研究能證明這一點,，他們最新展示的就是第一個可以進(jìn)化的氣泡,。
目前，該研究還處于初級階段,，其他合成生物學(xué)家對此持保留意見,。西班牙瓦倫西亞大學(xué)的曼努埃爾·泡卡指出，克羅寧的氣泡永不會成為像生命一樣的物質(zhì),，除非它們能攜帶類似DNA(脫氧核糖核酸)的物質(zhì)以實現(xiàn)自我復(fù)制和進(jìn)化,。
如果克羅寧的研究得到證實，那么存在外星生命的可能性將大大提高,。日本東京大學(xué)基礎(chǔ)科學(xué)系的牟中原說：“很可能存在著一些并不基于碳的外星生命,。比如，水星上的物質(zhì)就和地球上的物質(zhì)大相徑庭,，可能存在由無機(jī)成分形成的生物,。盡管克羅寧暫時還無法證明這一點，但他指出了一個新方向,。”(生物谷 Bioon.com)
doi:10.1002/anie.201105068
PMC:
PMID:
Modular Redox-Active Inorganic Chemical Cells: iCHELLs
Dr. Geoffrey J. T. Cooper, Dr. Philip J. Kitson, Ross Winter, Dr. Michele Zagnoni, Dr. De-Liang Long, Prof. Leroy Cronin
Cell within a cell: Interfacial membrane formation by cation exchange of polyoxometalates produces modular inorganic chemical cells with tunable morphology, properties, and composition (see picture). These inorganic chemical cells (iCHELLs), which show redox activity, chirality, as well as selective permeability towards small molecules, can be nested within one another, potentially allowing stepwise reactions to occur in sequence within the cell.
