具代谢活性原细胞的从头涌现

从简单化学原料的无序混合物到功能性原细胞——一个能够代谢、生长和繁殖的区室——的连续途径仍然难以捉摸。在此，我们展示了一种含有磷、铁、钼盐和甲醛的均匀水相化学混合物能够自发自组织成区室，将稳健的非平衡化学动力学与其自身的生长耦合。这些结构成熟为持续的耗散稳态，并支持有机合成引擎，产生包括许多核心生物分子类别在内的多种分子物种。原细胞内部产生了本身具备生长能力的内部小球，建立了一种基本的自我延续模式。我们在受控实验室条件下观察到的化学动力学也出现在暴露于自然昼夜循环的反应混合物中。引人注目的是，我们实验中原细胞的形态和化学成分与最近在当前海洋环境中发现的富钼微球密切相关。我们的工作建立了一条稳健、可测试的从头原细胞形成途径。从最少的初始条件中涌现出类生命的时空组织和化学动力学比以前认为的更容易，可能是一种反复出现的自然现象。