2024 年 11 月 27 日 x
（文章同刊於EurekAlert!）
由中国香港科技年夜学（科年夜）物理系及化学系副传授潘鼎领导的研究团队，近日于深地前提下C-H-O-N流体中有机份子的非生物合成与不变性研究中，取患上庞大进展。 研究为生命发源的潜于场合提供了新启迪，结果已经发表于Journal of the American Chemical Society《美国化学学会期刊》*上。
生命发源是一个令人着迷的科学问题，多年来吸引了浩繁研究者的存眷，并提出了很多理论，但至今仍未能彻底解开这项谜题。 早于约莫150年前由达尔文起首提出生命可能降生于一个温暖的小水池中，到厥后被Alexander Oparin及J. B. S. Haldane成长为闻名的「原始汤」理论，即无机小份子于原始地球经由过程反映天生第一批有机化合物，经由过程进一步的转化，「汤」中呈现了更繁杂的有机聚合物，终极孕育发生了生命。 1953年，闻名的Miller-Urey试验经由过程模仿原始地球年夜气层受闪电的影响对于这假定举行了验证。 于浩繁学说中，深海热液喷口的极度压力和温度遍及被认为有切合生命发源的前提，但一些研究亦指出，喷口中的高温可能会迅速降解水溶液中的要害生物份子，影响生命的降生。
潘传授领导的团队摸索了原始地球更深的内部作为生命发源场合的可能性，运用高效的第一性道理份子动力学模仿（>2.5ns）及自由能计较相联合的计较要领，研究了由NH₃、H₂O、H₂及CO小份子构成的C-H-O-N流体于地球上地幔前提下（10-13 GPa，1000-1400 K）的化学反映。 研究成果发明，于无催化剂的环境下，上百种有机物于超临界流体中天生，傍边CN化合物的构成遭到压力及温度的显著影响。 经由过程自由能计较，发明压力及温度于10 GPa 及1400 K的前提下最有益在C-N化学键的形成及连结不变，即与生命直接相干的份子如甘氨酸、核糖、尿素、类尿嘧啶等均可以于C-H-O-N流体中孕育发生。 潘传授注释：「与以前认为年夜型有机份子可能于极度前提下的水溶液中迅速降解的不雅点相反，咱们的研究注解这些合成的生物份子于C-H-O-N流体中可以不变存于，这有可能为生命发源的初期阶段提供了须要的初始成份。」
RNA 份子于形成历程中存于一个一直困扰科学家的问题，作为基本布局单位之一的核糖为什么仅采用五元环的情势，这与常温常压前提下水溶液中六元环核糖凡是盘踞大都好像相抵牾。 于线性核糖份子的成环反映研究中发明，于高温高压前提下，五元环核糖盘踞大都，且自由能计较也证明五元环核糖比六元环核糖越发不变。 这成果反应组装RNA份子的五元环核糖可以孕育发生在深部地下高温高压的情况中，于初期地球内部的地质勾当中，它们可能传输至表层，并与其他组分份子联合，形成初期RNA份子，开启生命演化进程。 此外，地球深部还有提供了一个掩护情况，可以或许屏蔽有害辐射，并缓冲猛烈的物理化学变化，有益在生存这些生物份子。 该研究进一步拓展了原始汤理论的合用场合，展现了地球深部合成生命相干份子的潜于反映路径，亦对于星际空间中有机份子的合成提出了新启迪。
本研究得到中国香港研资局、裘槎基金会、中国国度天然科学基金优青项目等资助及撑持，部份研究在国度超等计较广州中央河汉二号完成。
*注：科年夜物理系博士后李涛为第一作者，潘传授为通信作者。 该研究事情还有获得了德国Ruhr-Universität Bochum的Nore Stolte博士（潘传授引导的前学生）、北京高压科学技能高级研究中央的陶仁彪研究员、美国约翰霍普金斯年夜学的Dimitri A. Sverjensky传授，以和法国里昂第一年夜学的Isabelle Daniel传授的撑持。
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