編者按：以下文章經許可轉載自對話，這是一個報道最新研究的線上出版物。
生命是如何從無生命的化學物質集合中產生的仍然是一個謎。雖然我們可能永遠無法確定前生物地球上存在哪些化學物質，但我們可以研究我們今天擁有的生物分子，以幫助我們瞭解三十億年前發生了什麼。
現在，科學家們已經使用一組這些生物分子來展示生命可能開始的一種方式。他們發現，這些分子機器，今天存在於活細胞中，單獨作用不大。但是，一旦他們添加了脂肪化學物質，這些物質形成了細胞膜的原始版本，它就使化學物質足夠接近，以高度特定的方式發生反應。
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這種形式的自組織非常 remarkable，弄清它是如何發生的可能掌握著理解地球生命如何形成，以及生命或許如何在其他星球上形成的關鍵。
1987年諾貝爾化學獎授予化學家，以表彰他們展示了複雜分子如何執行非常精確的功能。這些分子的行為之一被稱為自組織，不同的化學物質由於作用在它們身上的多種力而聚集在一起，成為能夠執行更復雜任務的分子機器。每個活細胞都充滿了這些分子機器。
羅馬三大帕斯誇萊·斯塔諾和他的同事們有興趣利用這些知識來探索生命的起源。為了簡化問題，他們選擇了一個產生蛋白質的元件。這個元件由83個不同的分子組成，包括DNA，DNA被程式設計為產生一種特殊的綠色熒光蛋白（GFP），可以在共聚焦顯微鏡下觀察到。
只有當元件中的分子足夠接近以相互反應時，該元件才能產生蛋白質。當元件被水稀釋時，它們就無法再反應。這就是活細胞內部非常擁擠、高度濃縮的原因之一：為了讓生命化學發揮作用。
為了重現這種分子擁擠，斯塔諾在稀釋溶液中添加了一種名為POPC的化學物質。脂肪分子，如POPC，不與水混合，當放入水中時，它們會自動形成脂質體。這些脂質體具有與活細胞膜非常相似的結構，並被廣泛用於研究細胞的進化。
斯塔諾在《德國應用化學》雜誌上報道說，許多這些脂質體捕獲了一些元件分子。但值得注意的是，每1000個這樣的脂質體中，有5個脂質體擁有產生蛋白質所需的所有83個分子。這些脂質體產生了大量的GFP，並在顯微鏡下發出綠光。
計算機計算顯示，即使是偶然，每1000個脂質體中也不可能有5個脂質體捕獲所有83個元件分子。他們計算出的甚至形成一個這樣的脂質體的機率也基本上為零。任何這樣的脂質體形成，並且GFP被產生，這意味著正在發生一些非常獨特的事情。
斯塔諾和他的同事們尚不明白為什麼會發生這種情況。這可能仍然是一個隨機過程，更好的統計模型將會解釋它。也可能是這些特定的分子適合這種自組織，因為它們已經高度進化。重要的下一步是看看類似但不太複雜的分子是否也能夠實現這一壯舉。
無論侷限性如何，斯塔諾的實驗首次表明，分子機器自組裝成簡單細胞可能是一個不可避免的物理過程。弄清楚這種自組裝究竟是如何發生的，將意味著朝著理解生命是如何形成的邁出重要一步。
安德魯·比塞特不為任何可能從本文中獲益的公司或組織工作、提供諮詢、擁有股份或接受資助，並且沒有相關的隸屬關係。 本文最初發表於對話。 閱讀原文。