8月19日消息,一篇于8月19日提交至arXiv、正在Communications Chemistry审稿中的研究《Vesicle-surface-templated catalytic polymers drive differential growth in synthetic minimal cell variants》,将合成最小细胞的"生长-分裂"化学又向前推进了一步。

研究由日本千叶大学、理化学研究所等机构完成,作者包括Minoru Kurisu、Taro Suzuki、Ryosuke Katayama、Peter Walde、Masayuki Imai等。

生命起源研究的核心问题之一,是类生命行为能否从简单分子组装体中自发涌现。合成最小细胞提供了一条自下而上的路径:从零开始探究区室生长、繁殖与进化所需的最小物理化学原理。该团队此前已开发出囊泡/聚合物复合体系——囊泡膜模板催化聚合物的形成,该聚合物促进两性分子选择性地掺入囊泡膜,驱动囊泡生长并保持组成同一性,进而自发变形、连续数代分裂。

本次工作将该体系推进到"差异化"阶段:团队系统构建了八个合成最小细胞变体(两种模板囊泡×两种催化聚合物×两种外源两性分子的组合),观察到显著的生长响应差异——从显著生长到生长受抑乃至囊泡收缩,且这些响应用Hill动力学方程可描述和表征。

意义层面,这一结果说明仅凭膜组分与催化聚合物之间的化学相互作用(无任何基因机制),就能产生类似基因型-表型分化般的生长行为谱系。对生命起源化学与合成生物学而言,这为"复合体-first"假说提供了更丰富的实验证据;对材料领域,这种膜模板催化聚合机制也是一种可编程的自组装合成策略。 (来源:arXiv)