昨天的地球可以包含制作明天药物的线索吗

几十亿年前，随着最近形成的行星地球从漫长而残酷的重型流星轰击时期冷却下来，原始淤泥池开始与化学前体一起旋转生命。

今天，科学家们正在设计模仿早期地球的化学反应，不仅要了解生命如何发展，还要开启现代医学的新能力。

威斯康星大学麦迪逊分校化学与生物工程教授约翰尹说：“如果你能得到可以编码信息的化学物质，那么也许你可以设计新的药物。”

在最近发表在“生物圈的生命和进化的起源”杂志上的一篇论文中，Yin及其同事描述了实现化学分析的初步步骤，这些化学分析在可能模仿史前地球环境的各种条件下编码信息。

“我认为这是系统化学，”Yin说。“我们如何利用商店购买的化学品并将它们结合起来，以便能够显示诸如存储信息或复制自己的能力等新兴属性?”

研究人员合并的化合物是称为氨基酸的分子，它们是蛋白质的分子构建模块，可以在活细胞内进行大量的结构和化学工作。有20种不同的氨基酸结合形成生命必需的蛋白质，但Yin和同事只关注两种：丙氨酸和甘氨酸，它们是这些分子中最简单的例子。

在混合物中还有一种称为三磷酸盐的能量分子，据信可在早期地球上获得。

研究人员将混合物“煮熟”在一系列不同温度和各种酸性条件下。在没有能量分子的混合物中，氨基酸仅在最热和最恶劣的条件下连接在一起。然而，当存在三磷酸盐时，丙氨酸和甘氨酸的短链在更温和的温度下形成。

“在发现大多数生命的情况下，三磷酸盐促进反应，”Yin说。

有趣的是，丙氨酸和甘氨酸没有随机组合。相反，氨基酸根据温度和pH连接成具有特定序列的链。

“我们所展示的是你是你环境的产物，”尹说。

该研究的关键是能够通过复杂的分析化学确定不同氨基酸链的组成。对于分子特征，尹与美国威斯康星大学麦迪逊药学和化学教授李玲君合作。

“自1940年左右以来，人们一直在烹饪氨基酸，”尹说。“但现在我们可以确定那里的实际情况。”

他们发现了数十亿年前出现的第一批信息存储闪烁的暗示。

科学家推测，随着“烹饪”时间的增加，可能会出现更大的复杂性。他们的反应只进行了24小时 - 与地球的历史相比，仅仅是眨眼间。此外，科学家计划在混合物中添加更多种类的分子。

最终，他们希望能够制造混合物，其中复杂的分子从较简单的组分自发地聚集在一起，并产生相互作用和相互作用的自驱动化学反应。

这些反应可能包含创造新药物或更有效地合成现有化合物的关键。

“我们将弄清楚如何关闭循环，”Yin说。

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