人々は常に、地球上に生命がどのようにして誕生したのかという疑問を自問してきました。これがいつ起こったかについては現在、科学者らの意見がほぼ一致している。しかし、約40億年前に、アミノ酸がどのようにして生命の化学的構成要素であるタンパク質分子になったのかという疑問は、依然として議論が続いている。しかし最近、ジョージア工科大学化学進化センター（CCT）の研究者チームは、タンパク質分子の最も初期の前身分子の一部がどのように自発的に結合して鎖を形成したかを示す研究を実施した。
地球上の最初の生命: 私たちの起源は物議を醸す謎です
この研究は、NASAと米国科学財団（NSF）の支援を受けているCCTの研究者らによって実施され、最近米国科学アカデミー紀要に掲載された。何十年もの間、科学者たちは最初のアミノ酸がどのようにして集まってタンパク質分子を形成するのかについて理論化してきました。残念ながら、地球上の最初の生命に関するこれらの理論を検証する試みはこれまでのところすべて失敗しています。 「化学がどのようにして複雑な生命を誕生させたのかは、人類がこれまで考えてきた最も興味深い問題の 1 つです。タンパク質の起源については多くの理論がありますが、これらの考えを裏付ける実験室はそれほど多くありません」と博士は述べた。リーマン氏は研究著者の一人。
研究者たちは実験的に私たちの起源に近づいた
研究チームは、地球上の最初の生命を研究するために、少数のアミノ酸 (リジン、アルギニン、ヒスチジン) と 3 つの非生物学的アミノ酸を、地球上で最初の生命が存在したと考えられる条件にさらす実験を実施しました。冥王代（約40億年前）に地球上に存在していました。
これを行うために、彼らは選択したアミノ酸をヒドロキシ酸が豊富な水に加えました。ヒドロキシ酸はアミノ酸反応を促進することが知られており、おそらく地球の歴史の初期に存在していたと考えられます。次に混合物を摂氏 85 度に加熱すると、反応プロセスが加速され、水が蒸発しました。次に、結果として生じる化学反応を調べました。
最初の人生に関する驚くべき結果
科学者が驚いたことに、生物学的アミノ酸は、α-アミノ基を介して互いに接続された純粋なセグメントを即座に形成しました。これらの基は窒素と水素で構成されており、反応性が高くなります。
「この化合物がα-アミノ基よりも好まれることに私たちは驚きました。化学の法則により、この結合はおそらくタンパク質なしで起こるだろうと私たちは信じました」と博士は言います。フレンケル・ピンターは科学者の一人。もう一つの驚きは、生物アミノ酸の反応性が非生物アミノ酸を大幅に上回っていたという事実でした。そしてこれは、後者が生物学的アミノ酸と同様に化学的に反応する可能性を持っていたという事実にもかかわらずです。
研究者らはまた、今日タンパク質の形成において観察されている方法で、リジンが主に鎖に入り込むことも発見した。このことから、彼らは、生命が完全なタンパク質を作る方法を発見する前に、あらかじめ組み立てられたアミノ酸鎖が進化したと結論づけた。
実験は生命の起源についての重要な洞察を提供します
彼らの実験が非生物学的アミノ酸よりも生物学的アミノ酸の方が好ましいことを示したという事実は、なぜたった 20 個のアミノ酸だけが地球上の最初の生命の形成に関与したのかについて新たな洞察を与える可能性がある。
これは、プレバイオティック土壌には、実際にタンパク質の形成に使用されるアミノ酸よりもはるかに多くのアミノ酸のセットが含まれていたためです。なぜ進化はこれら 20 個に限定されたのでしょうか?この実験は、タンパク質に使用されるアミノ酸の種類は、互いにより効率的に反応し、非効率的な副反応がほとんどないため、結合する可能性が高いことを示唆しています。
研究者らは、生命の起源がおそらくこれまで考えられていたよりもはるかに単純なプロセスであることを示すことができ、古代の謎の解明に近づくことができた。
結論: 地球上の最初の生命はそれほど複雑ではなかった
パズルの解決はおそらく予想よりも簡単に思われます。それにもかかわらず、地球上の最初の生命の謎を完全に解決するには、さらなる研究が必要です。
私たち人間を魅了する現象は最初の生命だけではありません。 地球については、あなたがまだ知らない事実が他にもたくさんあります。しかし、研究者が誤算をすることもあります。ごく最近、化石の発見によって初期生命の過去が塗り替えられたのです。