像活物一样爬行的化学物质

小球体四处移动、吞噬其他小球体、排出废物——并且可能蕴含着细胞起源的线索

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它们爬行。它们进食。它们排泄。因此,如果你认为日本一个团队创造的这些小球体是活的,那也是情有可原的——但它们不是。

在非生物系统中发现类似生命的运动令同志社大学的塩井明久着迷。他和他的团队不断地组合新的化学物质来研究这个想法。

他们已经知道,廉价的表面活性剂二(十二烷基)二甲基溴化铵(DDAB)的液滴与碘离子发生反应,然后像微型涡轮蜗牛一样四处移动并留下化学痕迹。但与蜗牛不同的是,这些囊泡会缩小,并在几秒钟后塌陷。它们需要进食。油酸和钙离子被证明是缺失的环节。


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DDAB、油酸和钙共同形成称为囊泡的小球体,具有引人入胜的类生命运动。囊泡通过与碘离子反应,在玻璃载玻片上爬行,吞噬较小的囊泡以维持其大小和能量,并留下废物;就像一个生命系统一样。

尽管预感到这种化学物质的组合会很有趣,但塩井还是惊讶地看到囊泡以这种方式活动。

瑞士联邦理工学院(ETH)苏黎世分校的此类材料专家彼得·瓦尔德说:“该系统首次展示了囊泡作为第一个细胞的假设前体结构的可能性。”他希望科学家们能在复杂的化学系统背景下探索这里展示的概念,生命的第一种形式就是从这些系统中进化而来的。

“在实验室中重建类生命系统不仅是指科学家从非生物制造生命的长期梦想,而且可以帮助从物理化学的角度理解生命的原理,”意大利罗马第三大学的系统化学家帕斯夸莱·斯坦诺补充道。

方向控制和生物相容性的替代小球体材料是塩井对其化学创造物的下一步计划。在这些目标上取得进展,可能会导致微图案化、药物输送或作为清除剂来清洁血管壁等令人兴奋的应用。

然而,罗马第三大学合成生物学专家皮尔·路易吉·路易西警告说,像这种机械运动的现象通常“是由于非常特殊的环境条件”。因此,改变实验的任何方面都可能使粒子失去运动能力。

塩井最近向一个儿童班级展示了他的研究,孩子们都被迷住了。看到囊泡四处移动并吞噬较小的囊泡,我们都会本能地问,就像孩子们问的那样,“它们是活的吗?!”

本文经《化学世界》许可转载。这篇文章于2016年5月24日首次发表

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