罗格斯大学的研究人员着手证明所有生命的进化,外星生命存在的可能性

生物物理学博士生道格拉斯·派克、博士后乔什·曼西尼和萨罗·普德尔正在一个模拟古代地球环境的无氧室中复制数十亿年前的蛋白质,向证明生命起源又迈进了一步。图:Nick Romanenko/Rutgers大学高分辨率

",我们想知道的是在没有氧的情况下,在有生命之前,电子可以去的其他地方产生于数十亿年前" -道格拉斯派克

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利用计算机和蛋白质合成仪,乔希·曼西尼制造出了与40亿年前的蛋白质相似的蛋白质,那时地球上还没有生命出现。

他将数百万个类似白色粉末的微小蛋白质分子放入一个模拟原始地球环境的无氧室。他补充说,镍是一种元素,这些前生命的蛋白质可能与之结合,从而催化反应的发生。他在罗格斯大学-新不伦瑞克大学海洋科学系和先进生物技术与医学中心大楼的自己的房间里进行了测试,看看是否也会发生类似的反应。

如果是这样,那就意味着罗格斯大学nasa资助的谜机研究小组离了解地球上生命的起源以及其他地方生命起源的可能性又近了一步。

ENIGMA是美国国家航空航天局天体生物学研究的一部分——研究是否存在外星生命,以及我们是否能找到它。罗格斯大学的项目关注一个关键的天体生物学问题:蛋白质是如何从早期地球的化学物质中产生,然后进化成生命本身的基础的?

Mancini是一名博士后研究员,与另一名博士后Saroj Poudel以及生物物理学博士候选人Douglas Pike一起在ENGIMA研究小组工作。Poudel和Pike通过对古代地球的物理和化学建模,通过观察生物体内的蛋白质,并对其丢失已久的祖先形态进行逆向工程,创建了理论古代蛋白质的计算机模型。Mancini利用了这两种方法的混合,并将它们的计算设计带入实验室,测试它们在早期地球条件下的活动。博士后研究员乔希·曼西尼(Josh Mancini)将镍添加到一个模拟原始地球环境的无氧室中的蛋白质中。图片:罗格斯大学高分辨率

早期蛋白质的一个关键功能是将电子从一个地方移动到另一个地方——通常是通过与导电金属如镍或铁结合。从细菌到植物再到人类,它们就是这样为所有生命提供能量的。

“人类从我们吃的食物中获取能量。我们细胞中的蛋白质从糖中获取电子,然后与我们吸入的氧气结合,最终与我们呼出的二氧化碳结合,”派克说。“无论是微生物还是植物,地球上的所有生物都必须找到电子的来源和放置电子的地方。现在,那个地方就是我们呼吸的氧气。”派克说。“我们试图弄清楚的是,在数十亿年前‘生命’出现之前,电子在没有氧气的情况下可以去的其他地方。”

由于古代地球上没有氧气,生物体在这样恶劣的环境中获得能量的途径只有几种。

“很可能是来自热液喷口的氢或来自太阳的光能。我们的目标是利用早期进化的酶,看看它们如何进化成我们今天知道的更复杂的东西。这将帮助我们确定我们在地球上是如何进化的,以及在其他星球上是如何进化的。”Poudel说。道格拉斯·派克(Douglas Pike)创建了一种古代蛋白质或纳米机器的计算机模型,然后前往实验室验证他关于纳米机器如何进化的理论。图片:道格拉斯派克/罗格斯大学高分辨率

除了他们的实验室实验,这三位研究人员还开始了一项富有挑战性但很有意义的工作——让孩子们喜欢上天体生物学。

“我们走进教室,帮助新布伦瑞克地区从幼儿园到12年级的学生教授天体生物学的基础知识。有时我们通过可折叠的纸显微镜观察生物体,或向它们展示蛋白质的复制品。我们希望他们对科学感到兴奋,”Poudel说。“我们预测,天体生物学将成为最大的科学领域之一,我们希望让孩子们为未来可能的职业生涯做好准备。”

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://news.rutgers.edu/feature/rutgers-researchers-set-out-prove-evolution-all-life-possibility-extraterrestrial-life/20191107

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