ACIE:用金属制造的细胞气泡iCHELLs具生命特征
时间:2011-09-23 阅读:700
英国《新科学家》9月14日报道,英国科学家用含有金属的巨型分子,成功地制造出了类似于细胞的气泡,并赋予它们一些类似生命的特征。研究人员希望诱使这些气泡演变成*无机的能自我复制的实体,以此证明存在着*基于金属(无机物)的生命。相关研究发表在一期德文版《应用化学》杂志上。
格拉斯哥大学的李·克罗宁通过将由钨(占大多数)和其他金属原子、氧、磷结合形成的多金属氧酸盐简单地在溶液中混合,让其自我组装成了像细胞一样的球体,并将得到的气泡称为无机化学细胞(iCHELLs)。他还通过修改其金属氧化物骨架,让其拥有了一些天然细胞膜的特征,比如,能有选择性地让不同大小的化学物质进出细胞膜,以此控制细胞内可发生何种化学反应(这是特定细胞的一个关键特征)。
克罗宁团队还在气泡内创建出了模拟生物细胞内部结构的分隔。更妙的是,他们已开始朝气泡填充设备,通过让一些氧化物分子与感光染料结合来进行光合作用。克罗宁说,早期的研究结果表明,他能制造出一个膜,其受到光照时,可将水分解成氢离子、电子和氧,这是光合作用的*步。克罗宁表示:“也有迹象表明,我们可以激发质子穿过该细胞膜以建立一个质子梯度,这是利用太阳能的另一个关键阶段。如果能将所有步骤有效地整合在一起,我们就能创造出一种带有类似植物代谢成分的自供电细胞。”
克罗宁早在去年就已证明,可让多金属氧酸盐彼此互为基质来实现自我复制。他现在正大规模地制造气泡,并将其注入装满了酸碱度不同的物质的试管和烧瓶阵列中。他希望这种混合环境将只使的气泡生存。他表示,从长远来看,真正的考验是细胞能否修改自己的化学性质从而适应不同的环境。克罗宁暗示,他的研究能证明这一点,他们展示的就是*个可以进化的气泡。
目前,该研究还处于初级阶段,其他合成生物学家对此持保留意见。西班牙瓦伦西亚大学的曼努埃尔·泡卡指出,克罗宁的气泡会成为像生命一样的物质,除非它们能携带类似DNA(脱氧核糖核酸)的物质以实现自我复制和进化。
如果克罗宁的研究得到证实,那么存在外星生命的可能性将大大提高。日本东京大学基础科学系的牟中原说:“很可能存在着一些并不基于碳的外星生命。比如,水星上的物质就和地球上的物质大相径庭,可能存在由无机成分形成的生物。尽管克罗宁暂时还无法证明这一点,但他指出了一个新方向。”(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.