原始细胞起源于石墨烯

    8月22日，记者从中国农科院兰州牧药所获悉，该所与中科院兰州化学物理研究所、兰州大学等机构联合组成的研究团队发现——原始细胞起源于石墨烯。这一发现在线发表于《科学报告》。

    该论文的第一作者，中国农科院兰州牧药所王春梅说，研究团队在做材料的离子选择性实验时，偶然发现石墨烯具有和生物细胞一样的离子选择性。因此，在实验室模拟了强酸性高盐度的原始海洋条件，发现不同大小的单层石墨烯随着温度的变化会自发卷成一个个封闭的小管，或者包裹成为类似于细胞大小的囊泡。这些小管内表面的螺旋结构与DNA/RNA的螺旋夹角高度一致。

    团队成员田龙龙说，这些中空的囊泡可以容纳一些有机物质，例如一小段肽链，能为脆弱的原始生命提供稳定的保护场所。研究团队还模拟原始大气层中的高能辐射使石墨烯表面产生很多纳米孔，这些孔对金属离子具有高度选择性，且选择顺序与细胞膜一致，这很可能就是细胞离子通道的原始模型。研究同时还发现，石墨烯表面对左旋氨基酸的亲和力大于右旋氨基酸，而现代生物的肽链几乎全是由左旋氨基酸组成。石墨烯表面能吸附多肽链，并可自发形成二级结构。这意味着石墨烯或许能激活肽链变为蛋白质。团队成员李湛介绍说：“蛋白和核酸如果都能从石墨烯环境中合成的话，那就意味着蛋白与DNA/RNA没有先后关系，这两种物质很有可能同时大量存在于原始地球中，一起相互作用，演变为生命。”

    基于这一理念，该团队提出了一种全新的生命起源理论，认为生命起源于石墨烯：原始的海洋中，核酸和蛋白同时起源于石墨烯表面，混合缠绕在一起；这种混合大量的存在于原始的海洋中，随着石墨烯囊泡的出现，包入其中，互相作用，从而演变为生命。而现有的各种生命也不是从最为简单的生物进化而来，因为原始海洋包含有大量的各种各样的RNA，这些相同或类似的结构各自发育进化，从而演变为现有的大千世界。（来源：中国科学报刘晓倩）