摘要：伦敦大学学院的研究团队在实验室中成功重现了可能发生在40亿年前原始地球上的化学反应，为生命起源研究提供了重要突破。这项发表在《自然》杂志上的研究首次证明，硫酯化合物能够在接近早期地球环境的条件下，为氨基酸与RNA的结合提供必要的能量，从而支持了"硫酯世界"假说

信息来源：https://english.elpais.com/science-tech/2025-08-27/experiment-sheds-light-on-the-origin-of-life-supporting-the-existence-of-a-thioester-world-before-living-beings.html

伦敦大学学院的研究团队在实验室中成功重现了可能发生在40亿年前原始地球上的化学反应，为生命起源研究提供了重要突破。这项发表在《自然》杂志上的研究首次证明，硫酯化合物能够在接近早期地球环境的条件下，为氨基酸与RNA的结合提供必要的能量，从而支持了"硫酯世界"假说——即生命出现之前存在一个以硫化合物为能量来源的化学演化阶段。

研究结果表明，在pH值中性的水环境中，氨基酸可以通过硫酯化合物的激活与RNA自发结合，这一过程模拟了现代细胞中蛋白质合成的基本机制，但更加简化。这一发现不仅为理解生命如何从无机物质演化而来提供了新的实验证据，更重要的是，它将两个重要的生命起源理论——"RNA世界"和"硫酯世界"——统一在一个连贯的框架内。

从理论到实验的重大跨越

黄石国家公园的一处温泉，可能类似于早期地球的湖泊。 弗兰克·科瓦尔切克

"硫酯世界"假说最初由比利时生物化学家克里斯蒂安·德·迪夫于1991年提出。德·迪夫因发现细胞内溶酶体而获得1974年诺贝尔生理学或医学奖，他提出含有碳、氧、氢和硫的硫酯化合物可能为早期地球上的化学反应提供了必要的能量，使简单分子能够演化成更复杂的生物分子。

长期以来，这一理论主要停留在假说阶段，缺乏直接的实验证据。由44岁化学家马修·鲍纳领导的伦敦大学学院研究团队此前已在这一领域取得重要进展。2019年，他们证明了利用早期地球上存在的硫化氢和铁氰化物等成分可以形成肽类分子——蛋白质的基本构件。

此次最新研究则更进一步，团队成功在实验室中重现了氨基酸与RNA的结合过程。在现代生物体中，这一过程需要复杂的酶系统和ATP等高能化合物的参与。但在原始地球上，这些复杂的生物机制尚不存在，因此必须有其他化学途径来提供所需的能量。

研究团队的关键发现是，硫酯化合物能够在温和条件下激活氨基酸，使其与RNA分子结合。具体来说，他们使用了泛酰巯基乙胺——现代细胞中辅酶A的活性片段——作为能量提供者。这种化合物在去年的研究中已被证明可以在室温下用氢氰酸合成，而氢氰酸在原始地球上可能非常丰富。

生命起源拼图的重要片段

鲍纳在研究声明中指出："生命依赖于合成蛋白质的能力——它们是生命的关键功能分子。了解蛋白质合成的起源对于理解生命的起源至关重要。我们的研究朝着这一目标迈出了一大步，揭示了RNA最初是如何控制蛋白质合成的。"

这一研究的重要性不仅在于实验本身，更在于它成功地整合了两个看似独立的生命起源理论。"RNA世界"假说由美国生物学家亚历山大·里奇于1962年提出，认为具有自我复制能力的RNA分子是早期生物体中第一个可遗传的基因信息载体。然而，RNA分子虽然能够携带遗传信息并具有催化活性，但仅凭其自身难以解释复杂生物分子的产生。

"硫酯世界"假说则提供了必要的能量来源，解释了早期化学演化过程中复杂分子合成所需的驱动力。通过将这两个理论结合，研究团队展示了一个更加完整的生命起源图景：硫酯化合物提供能量，RNA承载信息并参与催化，两者协同作用促进了从简单化学物质向复杂生物系统的转变。

巴斯克大学生物物理学家兼哲学家凯帕·鲁伊斯·米拉佐虽未直接参与这项研究，但对其给予了高度评价。他认为这是"生命起源研究中的一项重大突破，或许是近年来最重要的突破"。鲁伊斯·米拉佐特别强调了研究的技术创新："这个研究团队不仅在RNA分子的参与下实现了肽合成，其方式与活细胞类似但简单得多，而且他们还成功地在中性水条件下，使用了一种非常适用于地球生命最初阶段的能量激活方式。"

从化学到生物学的桥梁

这项研究的深远意义在于它提供了一个从非生物化学向生物学过渡的可行路径。在现代细胞中，蛋白质的合成需要DNA提供遗传模板，RNA传递信息，核糖体进行组装，以及ATP提供能量。这是一个高度协调和复杂的系统，似乎很难想象它是如何从简单的化学反应演化而来的。

然而，鲍纳团队的实验表明，在原始地球的条件下，这一过程可能以一种更加直接和简化的方式发生。硫酯化合物不仅能够提供氨基酸活化所需的能量，还能够与RNA形成功能性的复合体，直接参与肽链的合成。这种机制虽然比现代细胞的蛋白质合成系统简单得多，但已经具备了基本的信息传递和化学催化功能。

研究结果还显示，这些反应可以在相对温和的条件下进行，包括中性pH值和常温环境。这一点特别重要，因为它表明生命的起源可能并不需要极端的环境条件，而是可以在类似于现代温泉或浅水湖泊的环境中发生。

鲁伊斯·米拉佐从系统化学的角度分析了这项研究的意义："这是对生命起源前系统化学的完美诠释。"他认为，最初的生物体应该由三个核心要素构成：复制系统承载可遗传的信息，代谢系统利用可用的能量和物质，以及区域化系统通过封装创造原始的细胞环境。

这项研究在复制和代谢系统的协同作用方面提供了重要见解，展示了RNA的信息承载能力如何与硫酯化合物的能量供应能力相结合，产生了具有基本生物学功能的化学系统。虽然关于区域化和细胞膜形成的问题仍需进一步研究，但这一发现为理解生命起源的整体图景提供了关键的拼图片段。

正如德·迪夫在晚年所思考的，宇宙和生命的存在可能并不需要超自然的解释。这项最新研究进一步支持了这一观点，表明通过自然的化学过程，复杂的生物系统确实可以从简单的无机物质中产生。虽然生命起源的完整图景仍有许多未解之谜，但科学正在逐步揭示这一过程的自然机制。

来源：人工智能学家