一個(gè)簡(jiǎn)單的機(jī)制可能是原始細(xì)胞（現(xiàn)代活細(xì)胞的假定祖先）的生長(zhǎng)和自我復(fù)制的基礎(chǔ)，這表明在Biophysical Journal上發(fā)表的一項(xiàng)研究。原始細(xì)胞是由膜雙層包圍的囊泡，可能類似于第一個(gè)單細(xì)胞共同祖先 (FUCA)。在相對(duì)簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)原理的基礎(chǔ)上，所提出的模型表明，驅(qū)動(dòng)原始細(xì)胞生長(zhǎng)和繁殖的主要?jiǎng)恿κ怯捎趦?nèi)部化學(xué)活動(dòng)而在圓柱形原始細(xì)胞的內(nèi)部和外部之間發(fā)生的溫差。

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“我們研究的最初動(dòng)機(jī)是確定驅(qū)動(dòng)細(xì)胞分裂的主要力量，”該研究的作者 Universcience 的 Romain Attal 說(shuō)?！斑@很重要，因?yàn)榘┌Y的特征是不受控制的細(xì)胞分裂。這對(duì)于了解生命的起源也很重要。”

一個(gè)細(xì)胞分裂形成兩個(gè)子細(xì)胞需要同步許多涉及細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu)的生化和機(jī)械過(guò)程。但在生命史上，如此復(fù)雜的結(jié)構(gòu)是高科技的奢侈品，肯定比分裂的能力出現(xiàn)得晚得多。在基因、 RNA、酶和今天存在的所有復(fù)雜細(xì)胞器出現(xiàn)之前，即使在最基本的自主生命形式中，原始細(xì)胞必須使用一種簡(jiǎn)單的分裂機(jī)制來(lái)確保它們的繁殖。

在這項(xiàng)新研究中，Attal 提出了一個(gè)模型，該模型基于這樣一種觀點(diǎn)，即早期生命形式是簡(jiǎn)單的囊泡，其中包含特定的化學(xué)反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)——現(xiàn)代細(xì)胞新陳代謝的先驅(qū)。主要假設(shè)是組成膜雙層的分子是通過(guò)全局放熱或釋放能量的化學(xué)反應(yīng)在原始細(xì)胞內(nèi)合成的。

內(nèi)部溫度的緩慢升高迫使最熱的分子從雙層的內(nèi)小葉移動(dòng)到外小葉。這種不對(duì)稱運(yùn)動(dòng)使外葉比內(nèi)葉生長(zhǎng)得更快。這種不同的生長(zhǎng)增加了平均曲率并放大了原細(xì)胞的任何局部收縮，直到它一分為二。切割發(fā)生在最熱區(qū)域附近，在中間附近。

“所描述的場(chǎng)景可以被視為有絲分裂的祖先，”阿塔爾說(shuō)?！皼](méi)有 40 億年前的生物檔案，我們不確切知道 FUCA 包含什么，但它可能是一個(gè)囊泡，由包裹一些放熱化學(xué)反應(yīng)的脂質(zhì)雙層包圍?！?/p>

雖然純粹是理論上的，但該模型可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行測(cè)試。例如，可以使用熒光分子來(lái)測(cè)量真核細(xì)胞內(nèi)部的溫度變化，其中線粒體是主要的熱源。這些波動(dòng)可能與有絲分裂的開(kāi)始和線粒體網(wǎng)絡(luò)的形狀有關(guān)。

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Attal 說(shuō)，如果未來(lái)的調(diào)查得到證實(shí)，該模型將具有幾個(gè)重要的含義?！耙粋€(gè)重要的信息是，推動(dòng)生命發(fā)展的力量從根本上說(shuō)很簡(jiǎn)單，”他解釋道。“第二個(gè)教訓(xùn)是，溫度梯度在生化過(guò)程中很重要，細(xì)胞可以像熱機(jī)一樣發(fā)揮作用。”

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