Nature：原始膜可使营养物质轻松进入细胞

　　

在最初的生命细胞形成之时，它是如何将外界的营养分子带入细胞内（原始的细胞与进化后的细胞不同之处在于：没有专门输入物质的结构通道）？来自马萨诸塞州立医院的研究者发现，出现在最原始的生物细胞上的膜很容易使小分子包括RNA和DNA进入细胞内。研究结果将在Nature上发表。

 

Jack Szostak医学博士（马萨诸州立医院分子生物学和综合生物学部门的医生）说，我们发现这种模拟原始细胞膜的膜由脂肪酸和相关的分子组成，它与高级细胞生物膜有很大的差异，高级细胞生物膜有专门的泵结构、孔或是通道用于控制输入或是输出。

 

在细胞膜专门的通道、孔径出现以前营养物质是如何进入原始细胞的呢。在原始细胞膜形成的时候它周围的环境中存在大量的脂肪酸，这是当时环境提供的材料。脂肪酸可能来自地球表面下方深处的深海泉或是热水中，也许来自地球表面的陨石上。不管来源如何，当不饱和脂肪酸都聚集就在水中时，它们便自然的组装成膜，形成小球结构的囊泡。

 

Szostak的研究小组仔细的分析了囊泡的组成，它由多种脂肪酸分子组成，并具有特定的功能，使得膜具有通过营养分子的通透性。他们发现，大分子物质如DNA或RNA不能通过脂肪酸膜，简单的糖分子和单个的核苷组成的稍大的核苷酸能通过脂肪酸膜。

 

为深入研究脂肪酸膜的功能，研究者使用有活性的核苷来研究脂肪酸膜，这些有活性的核苷能在没有酶的情况下独自拷贝DNA模板链。在脂肪酸囊泡中放置DNA模板后，将有活性的核苷放入囊泡的外部环境中，结果发现活性核苷可进入囊泡并在囊泡内复制DNA。

 

Szostak说，今天我们复杂的细胞膜生活在一个简单的物质环境中，但是原始的环境中化学物质十分复杂，却能合成复杂的有机化学物质，在今天的环境中却不能合成复杂的有机化学物质。我们认为最初的细胞是非常简单的，是由早期地球环境中的分子物质组成的。

 

Szostak 的研究小组多年致力于单个细胞的研究，现在可以重现地球上第一个单细胞的特征。他说，单细胞的核酸化学物的复制仍是个难题。我们花很多努力在核酸化学物的研究上，但是还有其他有趣且重要的问题，比如细胞如何从“漏洞百出”的膜变为今天高度精细的膜，我们开始做这方面的研究。（生物通张欢编译）