生命のない世界を再現する実験、生物の一歩手前に原始細胞が出現「神の息吹など存在しない」|科学

地質学者 フアン・マヌエル・ガルシア・ルイス まだ驚きを隠せない彼は、自分と同僚がサン・セバスティアンのラ・コンチャ・ビーチからわずか1,500メートルにある研究室で「プロトワールド」を作ったと語った。超越的なように聞こえますが、実際そうなのです。しかし、それは 3 リットルの小さな透明な容器で、基本的にはコップ一杯の水、メタン、窒素、アンモニアが入れられ、原始地球の野生環境を模倣するために放電が加えられています。これは有名な実験の別バージョンです。 スタンリー・ミラー22歳のアメリカ人化学者で、1952年に 実証済み その原始的な培養液から生物の基本的なレンガを作るのは簡単だということ。しかし、ガルシア・ルイスは大きな驚きに遭遇した。あなたの瓶の中にも 「プロトセル」が登場彼はこれらの建造物を人生の前室と考えています。 「それはすごいことだよ」と彼は声を大にして言う。

71年前にセビリアで生まれたこの研究者は、実験はかろうじて2週間しか続かなかったと語る。すぐに、牛乳にクリームを塗ったような表面層が形成され、透明な水は黄褐色に変わりました。顕微鏡画像は当惑させられます。多数の小さな曲線構造が現れ、観察者なら誰でもそれを生き物だと考えますが、実際はそうではありません。それらは単なる自己組織化分子です。

「私たちはいつも聖書の本文に従って、あたかも神の息吹があるかのように、生命の起源に近づいてきましたが、その瞬間はすでに元に戻すことはできません。私たちの研究が示唆しているのは、それはそのようなものであるべきではなく、むしろこれは数百万年にわたる完全にランダムな化学進化であるということです。 その後の生物進化そしてその複雑さは時間の経過とともに増大します。それは自己組織化された構造、場合によっては生命のような自己集合構造に到達する可能性があります」とガルシア・ルイスは説明します。 「このような種類の原始世界は、宇宙の何十億もの惑星に存在するはずです。そしてそれらの原世界は、生命か無かのような複雑なものに到達することができます。知的な設計はなく、神の息吹もありませんが、根本的な反応もありません」と地質学者は強調する。 ドノスティア国際物理センター。

20代のスタンレー・ミラーはその結果を次のように書いている。 十数段落 1953 年 2 月に人類自身の見方を変えました。彼は、実験室で、生命体を形成する生物学的機械であるタンパク質の成分であるアミノ酸を生成するには、3 つのガス、水、放電があれば十分であることを示しました。ファン・マヌエル・ガルシア・ルイスのチームはすでに 実験を繰り返した 2021年にMillerからオリジナルのガラス容器をテフロン容器に変更しました。彼の結論はニュースだった それは世界中に広まりました：そこには生命のレンガは現れませんでした。ガラスに含まれるシリカ（ケイ素と酸素から構成される鉱物）は不可欠でした。昨年、ガルシア・ルイス率いるコンソーシアムは 1,000万ユーロ 欧州連合の研究者 シリカの役割 生命の根源にある。

新しい実験では、アミノ酸と DNA の基本成分である 5 つの核酸塩基が生成されましたが、大きな目新しさは、これらの「原細胞」が同時に出現したことです。地質学者は、それらは空間を区画する一種の中空小胞であり、生命のレンガを包み込み、それらが相互に反応しやすくするものであり、その広大な原始の海における重要なステップであると説明する。 「これらのプロトセルはミラーの実験やその後の実験にも現れたはずですが、これまで誰も探していませんでした」とドイツ人の同僚とともに研究を主導したガルシア・ルイスは言う。 クリスチャン・ジェネヴァイン。

彼らの研究結果は、地球上の生命体が、これまで考えられていたより数億年も早く、ハディック期（46億年前に惑星地球の形成とともに始まり、約40億年前に終わった地質時代）に出現した可能性があることを示唆している。何年も。ガルシア・ルイスは、彼の「プロトセル」がバブリングの助けを借りて、水素原子、別の炭素原子、別の窒素原子を持つ単純な分子である青酸の繰り返し単位から形成されていることを強調しています。 「これらの青酸ポリマーからあらゆるもの、つまり生命の基本的な構成要素に到達するために必要なものすべてを作り出すことができることを示唆する研究がいくつかあります」と地質学者は言う。彼らの研究は今週月曜日に発表される 雑誌で PNAS米国科学アカデミーより。

メキシコの生物学者 アントニオ・ラスカーノ ちょうど100年前、ソ連の科学者アレクサンドル・オパリンが革命的な本を出版したことを思い出してください。 生命の起源その中で彼は、最初の生物は初期地球の原始スープ中の分子の化学進化の結果であるという仮説を擁護した。冷戦のさなか、若きアメリカ人スタンレー・ミラーは、 肩に乗った ソビエトの。 「ガルシア・ルイスの研究の利点は、同じ系内で複雑な微細構造が形成されるまで、単純な分子の進化を追跡したことだ」とメキシコ国立自治大学生命起源研究所の創設者ラスカノ氏は称賛する。

しかし、メキシコの研究者は慎重だ。 「私はそれらを原細胞とは呼びません。それは実証にはほど遠い進化の連続性を示唆しており、それらの化学組成に対応していないからです」と彼は指摘する。 「それらが他の反応を可能にするマイクロリアクターであった可能性があると彼らが書いたのは正しいことですが、生物以前の地球の無機成分や分子から最初の生物に至るまでの進化の詳細で現実的な順序を構築するにはまだ程遠いです。他の理由は、生命の最初の形態の適切な定義が何であるかについて私たちがまだ合意していないからです」とラスカノ氏は警告する。

ガルシア・ルイス自身もこの不確実性を強調している。 「私たちの研究の結論は、今日、形態学的にも化学的にも、生物と無生物の違いがかつてないほど明確になっていないということです」と、この地質学者は言う。 アンダルシア地球科学研究所 (CSIC) 、グラナダで、彼のチームは実験の一部を実施しました。ガルシア・ルイス氏は、今後数年間に宇宙ミッションで火星から岩石が運ばれ、その中からアミノ酸やDNAの核塩基、さらにはこれらの「原細胞」が検出される可能性があるが、それは地球外生命体の痕跡が発見されたことを意味するものではないと警告している。

生物学の哲学者 ケパ・ルイス・ミラソ生命の起源と原細胞モデルの専門家であるガルシア・ルイス氏も「素晴らしい研究」を称賛しています。 「この研究の関連性と特別な関心は、非常に遠い時代に生命への第一歩を踏み出すことを超えて、ここではミラー流の有機分子の合成が、あるサイズ、形態、およびトポロジーを備えた区画の形成を伴うという事実にある」細胞のものと似ています」とバスク大学のルイス・ミラソ氏は強調する。

「これらのタイプの閉じた中空の超分子構造が、組織形態に向けて共進化できる何らかのプレバイオティクス化学と結合できるかどうかは、まだ解決されていない。そして私はこのグループがそれを実証するという課題に取り組むことを望んでいる。」 本当に細胞原始的な物質とエネルギーを環境と交換するメカニズムを確立することです」とルイス・ミラゾ氏は警告する。 「私の観点からすると、生体分子前駆体のカプセル化は、（論文の著者らが擁護しているように）必要ではあるものの、それ自体では、コンパートメントが次のように考えられるための十分な条件ではありません。 プロトセルラ。しかし、これが科学のあらゆる分野での進歩の仕方です。成果が重要であればあるほど、それをめぐって未解決の疑問がさらに生じます。この道に沿って調査を続けることは、私たちという生物学的実体としての私たちの最も深く、最も遠い起源を探求する視野を間違いなく広げるでしょう」とこの研究者は言います。

地質学者のフアン・マヌエル・ガルシア・ルイスは、2026年のケニアへの遠征を準備している。 リフトバレーへこの場所はアルカリ性の湖とシリカが豊富に存在し、原始の地球に比較的似ていると彼は考えている。それまでの間、彼のグループは、温度を変更したり、硫黄、リン、一酸化炭素などの成分を追加したりするなど、新しいバージョンでミラーの実験を繰り返し続ける予定です。 「時間を延長して調理を開始し、何が起こるか見てみるつもりです」と彼は発表しました。