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复杂化学混合物的组合压缩与群体同步性:揭示生命起源的化学进化新机制
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年02月13日 来源:Nature Chemistry 19.2
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为解决生命起源中复杂分子生成机制的核心问题,研究人员通过建立水介导的振荡反应模型,探究了羧酸/胺/硫醇/羟基有机混合物在近平衡态下的化学进化规律。该系统展现出非收敛性转变、组合压缩(combinatorial compression)及分子群体同步性(population synchronicity),为定向合成新型功能分子提供了进化选择范式。
这项开创性研究构建了一个以水(H2O)为反应物、产物和介质的化学进化实验模型。通过利用近环境温度下的水活性振荡,成功驱动含羧酸(-COOH)、胺(-NH2)、硫醇(-SH)和羟基(-OH)的有机分子混合物发生"棘轮式"近平衡态反应。研究发现:1) 体系持续向新化学空间转变且永不收敛;2) 出现严苛选择压力下的组合压缩(combinatorial compression)现象;3) 分子群体展现出惊人的同步演化特征。这些发现暗示,有机混合物中可能自发产生类似达尔文进化的化学选择过程,为定向设计具有新颖结构-功能关系的生物分子开辟了全新路径。
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