Para saintis telah membangunkan model yang menerangkan bagaimana molekul boleh dengan cepat menyusun diri menjadi struktur seperti hidupan, mencabar pandangan tradisional tentang asal usul kehidupan. Penyelidikan juga mendedahkan bahawa bilangan spesies molekul yang terlibat dalam kitaran metabolik dan kesan rangkaian yang kompleks adalah kunci dalam pembentukan struktur tersusun sendiri ini.
Satu hipotesis yang berpotensi untuk kemunculan kehidupan menunjukkan bahawa molekul yang saling berkaitan boleh berkumpul sendiri ke dalam struktur yang serupa dengan titisan selular. Molekul-molekul ini boleh mewujudkan kitaran metabolik mereplikasi diri yang paling awal, ciri yang terdapat dalam semua bentuk kehidupan. Walau bagaimanapun, adalah dipercayai bahawa pembentukan kluster ini berlaku melalui proses yang perlahan dan tidak cekap, yang kelihatan tidak serasi dengan kemunculan pesat kehidupan.
Para saintis dari jabatan Fizik Bahan Hidup di MPI-DS telah mencadangkan model alternatif yang menerangkan pembentukan kelompok dan permulaan pantas tindak balas kimia yang diperlukan untuk kehidupan. Model ini menganggap molekul yang berbeza dalam kitaran metabolik yang mudah, di mana setiap spesies menghasilkan bahan kimia yang digunakan oleh yang seterusnya. Unsur-unsur dalam model termasuk aktiviti pemangkin molekul, keupayaan mereka untuk mengikuti kecerunan kepekatan, dan susunan molekul dalam kitaran.
Model baharu ini menunjukkan pertumbuhan pantas eksponen bagi kelompok pemangkin yang terdiri daripada pelbagai spesies molekul. Ini membolehkan molekul berkumpul dengan cepat dan membentuk struktur dinamik. Bilangan spesies molekul yang mengambil bahagian dalam kitaran metabolik memainkan peranan penting dalam struktur kelompok yang terbentuk.
Para penyelidik mendapati bahawa tarikan diri tidak diperlukan untuk pengelompokan dalam rangkaian metabolik kecil. Sebaliknya, kesan rangkaian boleh menyebabkan pemangkin penolak sendiri terkumpul. Penemuan ini menunjukkan keadaan baharu di mana interaksi kompleks boleh mewujudkan struktur tersusun sendiri.
Secara keseluruhannya, pandangan baharu ini menyumbang kepada pemahaman kita tentang bagaimana kehidupan kompleks mungkin muncul daripada molekul ringkas dan menyerlahkan cara pemangkin yang terlibat dalam rangkaian metabolik boleh membentuk struktur. Penyelidikan itu diterbitkan dalam Nature Communications.
DOI: 10.1038 / s41467-023-40241-w