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与生命起源相关的目标分子在辐射驱动的复杂化学网络中生成。 （图片来源：Ruiqin Yi, ELSI）
长期以来，化学家们一直试图了解生命的起源，主流模型认为，生命始于能够自我复制的简单RNA分子在原始环境中自发成形之时。这个过程困难重重，究竟是如何发生的呢？由东京工业大学地球-生命科学研究所(ELSI)的Ruiqin Yi 和新南威尔士大学的讲师 Albert Fahrenbach所领导的化学家团队进行的一项新研究表明，暴露于高能辐射水中的简单有机化合物的混合物，发生反应生成了多种有助于制备RNA的更为复杂的有机化合物。来自普林斯顿高等研究院、东京工业大学和亚利桑那大学的研究人员也协助了这项工作。
为了进行这项研究，研究团队在东京工业大学里，将非常简单的小分子、普通食盐、氨、磷酸盐和氰化氢的混合物暴露在高能伽马辐射源下。这些条件模拟了自然中存在放射性矿物辐射的环境，这些放射性矿物质在早期地球上可能普遍存在。他们让反应环境间歇性地变干，来模拟浅水坑和海滩的蒸发。令人惊讶的是，反应生成了各种可能对生命起源很重要的化合物，包括氨基酸的前体和其他已知对制备RNA有用的小分子化合物。
这样的条件创造了所谓的“连续反应网络”，在这个过程中，各种各样的化合物不断地形成与分解，之后再相互反应生成新化合物。这些连续的反应网络组成了一系列复杂的反应，而且由于其发生方式，它们可以立即产生一系列重要的化合物。研究团队认为，他们的研究能提供深入的视角，因为在原始地球上，生物起源前的化学不可能像现代在实验室研究的有机化学家那样有选择性和目标导向，现代化学实验可以在适当的时机添加化学物质，并提纯想要生成的化合物。
研究团队认为，这种类型的模型有助于解释在原始的行星环境中，什么样的环境最适合制备RNA。事实上，由于岩质行星的表面变化无常（想象凉爽的山间溪流、咕咚冒泡的温泉和阳光明媚的海滩），很多地方都可能发生这种化学反应，只是条件稍有不同。另一方面，这些研究也能帮助其他科学家确定地球之外找寻生命的最佳区域。
正如论文的第一作者Ruiqin Yi所说，“虽然我们还没有制备出RNA，但这项工作引出了新的问题，我们能否调整这些反应，以连续反应的方式从此类混合物中制备RNA的所有必要结构单元呢？在此复杂化学反应网络中的‘杂乱’化学过程里，我们能否能制备出其他有用的化合物，例如更复杂的氨基酸？”
翻译：曾欣欣
审校：董子晨曦
引进来源：东京工业大学
引进链接：https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-06/tiot-nrs060220.php
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