Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Một nghiên cứu mới đưa ra lời giải thích cho việc ” protocell ” có thể xuất hiện trên Trái đất thời kỳ sơ khai như thế nào và cuối cùng nó dẫn đến các tế bào mà chúng ta biết ngày nay. Công trình cho thấy các phân tử được gọi là cyclophospholipids có thể là thành phần cần thiết cho các protocell hình thành các cấu trúc bên trong quan trọng gọi là túi có khả năng khởi động quá trình tiến hóa.
Để thực sự hiểu cơ thể hoạt động như thế nào là cách cải thiện sức khỏe con người. Các nhà nghiên cứu cần “trêu” các khối xây dựng của các tế bào của chúng ta. Nhưng khi các nhà khoa học tiếp tục tạo ra những bước đột phá lớn trong sinh học tế bào thì một câu hỏi quan trọng vẫn còn tồn tại: Làm thế nào các tế bào ban đầu hình thành từ hàng tỷ năm trước?
Theo một nghiên cứu mới do tiến dĩ Ramanarayanan Krishnamurthy, Nghiên cứu Scripps, và tiến sĩ Sheref Mansy thuộc Đại học Trento dẫn đầu đã đưa ra lời giải thích về việc “protocell” có thể xuất hiện trên Trái đất sớm như thế nào và cuối cùng dẫn đến các tế bào mà chúng ta biết ngày nay . Công trình của họ được công bố trên tạp chí SMALL cho thấy các phân tử được gọi là cyclophospholipids có thể là thành phần cần thiết cho các protocell tạo thành các cấu trúc bên trong quan trọng gọi là túi có khả năng khởi động quá trình tiến hóa.
“Protocell có thể sẽ là tổ tiên của các tế bào ngày nay. Chúng không có đầy đủ chức năng của các tế bào hiện đại nhưng chúng có hành vi tiền thân để đặt nền tảng cho những gì xảy ra sau đó.
Các tế bào ngày nay có rất nhiều phân tử và phản ứng hóa học khác nhau nhưng như các túi thì các tế bào nguyên mẫu sẽ đơn giản hơn nhiều. Một đặc điểm mà các “mụn nước” này có được là các vùng rỗng bên trong gọi là lum với không gian có thể thu được các phân tử lớn hơn cần thiết cho các nhiệm vụ như tạo RNA và tạo protein – đây đều là các khối xây dựng cần thiết cho sự sống.
Cuối cùng, nhờ các túi, protocell có thể đã chia thành các thế hệ protocell tiên tiến hơn như lấy chất dinh dưỡng từ môi trường để phát triển và phân chia trở lại.
Nghiên cứu mới đưa ra một giải pháp đơn giản cho câu đố làm thế nào các mụn nước ổn định có thể phát triển? Trước đây, các nhà nghiên cứu đã thử sử dụng các phân tử được gọi là axit béo để xây dựng các túi nhưng các túi này sẽ phản ứng với các ion kim loại và vỡ ra.
Các túi axit béo chỉ không tồn tại trong nhiều điều kiện được tìm thấy trên Trái đất và chắc chắn không phải là loại điều kiện cần thiết để đưa hoạt động ra khỏi các phân tử giống như sinh học. Khoảng cách giữa tính hợp lý và sự ổn định này đã khiến các nhà khoa học khó có thể tưởng tượng làm thế nào các nguyên mẫu có thể xuất hiện.
Các nhà nghiên cứu trước đây chưa bao giờ thử sử dụng cyclophospholipids để hình thành túi nhưng vào năm 2018, phòng thí nghiệm của KRnamurthy đã công bố một nghiên cứu Hóa học Tự nhiên cho thấy rằng các điều kiện trên Trái đất sớm có thể dẫn đến cyclophospholipids.
Sau khi chứng minh rằng cyclophospholipids có thể tồn tại trong những ngày đầu của cuộc sống, các nhà nghiên cứu đã đặt ra để xem liệu các phân tử có thể giúp các tế bào nguyên sinh xây dựng các túi. Họ không biết liệu chúng có đủ ổn định để trở nên hữu ích hay có chức năng hay không.
Nó cũng chỉ ra rằng các mụn nước mới ổn định đáng ngạc nhiên. Họ đã đứng trước một loạt các điều kiện vật lý và hóa học hơn các túi axit béo, bao gồm cả những thay đổi về độ pH. Trên thực tế, những phát hiện mới cho thấy cyclophospholipids có thể là nền tảng lý tưởng cho các túi cho phép các tế bào nguyên sinh phát triển.
Giáo sư Krishnamurthy làm việc với phosphoryl hóa prebiotic đã khiến họ khám phá một loại lipid mới cho thấy nhiều hứa hẹn trong việc giúp chúng tôi ít nhất hiểu được các loại tính chất hóa học nào là cần thiết để tạo ra một protocell hợp lý và mạnh mẽ trước khi sinh.
Các nhà nghiên cứu hiện đang chuẩn bị để chạy các túi cyclophospholipid thông qua các bài kiểm tra thậm chí còn vất vả hơn để tìm ra câu trả lời các câu hỏi một cách chi tiết hơn. Họ muốn biết liệu các túi này có tương thích với các quá trình quan trọng khác cần thiết cho quá trình tiến hóa hay không, chẳng hạn như sao chép RNA không enzyme.
Nghiên cứu cũng bao gồm tác giả đầu tiên. Duhan Toparlak của Đại học Trento; và Megha Karki và Veronica Egas Ortuno của Nghiên cứu Scripps.
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Viện nghiên cứu Scripps . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :