它們爬行。它們進食。它們排洩。因此,如果你認為日本一個團隊創造的這些小球體是活的,那也是情有可原的——但它們不是。
在非生物系統中發現類似生命的運動令同志社大學的塩井明久著迷。他和他的團隊不斷地組合新的化學物質來研究這個想法。
他們已經知道,廉價的表面活性劑二(十二烷基)二甲基溴化銨(DDAB)的液滴與碘離子發生反應,然後像微型渦輪蝸牛一樣四處移動並留下化學痕跡。但與蝸牛不同的是,這些囊泡會縮小,並在幾秒鐘後塌陷。它們需要進食。油酸和鈣離子被證明是缺失的環節。
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DDAB、油酸和鈣共同形成稱為囊泡的小球體,具有引人入勝的類生命運動。囊泡透過與碘離子反應,在玻璃載玻片上爬行,吞噬較小的囊泡以維持其大小和能量,並留下廢物;就像一個生命系統一樣。
儘管預感到這種化學物質的組合會很有趣,但塩井還是驚訝地看到囊泡以這種方式活動。
瑞士聯邦理工學院(ETH)蘇黎世分校的此類材料專家彼得·瓦爾德說:“該系統首次展示了囊泡作為第一個細胞的假設前體結構的可能性。”他希望科學家們能在複雜的化學系統背景下探索這裡展示的概念,生命的第一種形式就是從這些系統中進化而來的。
“在實驗室中重建類生命系統不僅是指科學家從非生物製造生命的長期夢想,而且可以幫助從物理化學的角度理解生命的原理,”義大利羅馬第三大學的系統化學家帕斯誇萊·斯坦諾補充道。
方向控制和生物相容性的替代小球體材料是塩井對其化學創造物的下一步計劃。在這些目標上取得進展,可能會導致微圖案化、藥物輸送或作為清除劑來清潔血管壁等令人興奮的應用。
然而,羅馬第三大學合成生物學專家皮爾·路易吉·路易西警告說,像這種機械運動的現象通常“是由於非常特殊的環境條件”。因此,改變實驗的任何方面都可能使粒子失去運動能力。
塩井最近向一個兒童班級展示了他的研究,孩子們都被迷住了。看到囊泡四處移動併吞噬較小的囊泡,我們都會本能地問,就像孩子們問的那樣,“它們是活的嗎?!”
本文經《化學世界》許可轉載。這篇文章於2016年5月24日首次發表。
