Biochemiker erschaffen Protozellen, um zu erforschen, wie Lipide zur Entstehung der ersten Zellmembranen geführt haben könnten

Ein Team von Biochemikern der University of California, San Diego, hat in Zusammenarbeit mit einer Gruppe biochemischer Ingenieure der University of California, Los Angeles, herausgefunden, dass die Entwicklung kurzer Lipide ursprünglich zur Entwicklung der ersten Zellmembranen geführt haben könnte . Erde.

In ihrer im Fachmagazin veröffentlichten Studie Natürliche ChemieDie Gruppe kombinierte Cystein mit chemischen Verwandten von Fettsäuren, um zweiseitige Lipide zu bilden, und fand so Hinweise auf die Ursprünge des Lebens auf der Erde.

Das Forschungsteam kam zu dem Schluss, dass sich zunächst eine Art Zellgrenze gebildet haben muss, damit Zellen auf der Erde entstehen können, um den Zellinhalt vor der Umwelt zu schützen. Die Forscher stellten fest, dass moderne Zellmembranen alle aus Lipiden bestehen, und fragten sich, ob frühe Zellmembranen auch aus Lipiden bestehen könnten und, wenn ja, wie sie sich aus einfachen Molekülen entwickelt haben könnten.

Sie stellten außerdem fest, dass moderne Zellmembranen komplex und typischerweise langkettig sind. Sie vermuteten, dass die Moleküle früher in ihrem Leben einfachere Membranen gehabt hätten, und fragten sich, ob sie möglicherweise aus kurzen Fettsäuren bestanden hätten.

Um das herauszufinden, begann das Team mit Cystein, einer Aminosäure, die sie zuvor als wahrscheinlich in der Frühzeit des Planeten weit verbreitet identifiziert hatten und die als eine Art Klebstoff diente und die Vorläufermoleküle zusammenhielt.

Sie kombinierten die Aminosäure mit kurzen Fettsäuren mit acht Kohlenstoffatomen. Bei der Kombination reagierten die Moleküle unter Bildung eines Lipids, eines mit zwei Schwänzen. Sie stellten fest, dass sich einige von ihnen auch selbst zu Kugeln mit Membranen formten, die das Team Protozellen nannte. Die Kugeln wiesen natürlich keine der in lebenden Zellen vorkommenden Verbindungen auf, schienen aber als eine Art Stützpunkt dienen zu können.

Die Forscher fanden außerdem heraus, dass die Membranen der Protozellen in einer Doppelschicht ausgerichtet waren und dass die Kugeln Anzeichen dafür zeigten, dass sie in ihrem Inneren andere Moleküle sammeln konnten, was den Zutritt anderer Komponenten für die Entwicklung des Lebens ermöglichte. Ihre Protozellen waren robust genug, um die Vermischung mit Magnesium- und Kalziumionen zu überstehen, die auf der frühen Erde wahrscheinlich reichlich vorhanden gewesen wären.

Den Forschern zufolge zeigt die Arbeit einen möglichen Weg auf, Zellmembranen auf der frühen Erde zu entwickeln und so den Weg für die Entwicklung von Leben zu ebnen.

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