वैज्ञानिकों का सुझाव: जीवन की शुरुआत तब हुई जब चीज़ें जम गईं और आपस में चिपक गईं

आधुनिक कोशिकाएं जैविक दुनिया की ओवरअचीवर हैं - आंतरिक मचान, कड़ी नियंत्रित रासायनिक प्रक्रियाएं, और हर चीज़ के लिए एक आनुवंशिक निर्देश पुस्तिका। लेकिन सबसे शुरुआती कोशिका जैसी संरचनाएं? वे मूल रूप से चिकने बुलबुले थे जिनमें भव्यता का भ्रम था। यह समझना कि वे सरल प्रोटोकोशिकाएं कैसे जटिल सेल्युलर मशीनों में विकसित हुईं, जीवन-उत्पत्ति अनुसंधान में एक केंद्रीय सिरदर्द रहा है।

टोक्यो विज्ञान संस्थान के पृथ्वी-जीवन विज्ञान संस्थान (ELSI) के एक हालिया अध्ययन ने अनुमान लगाना बंद करने और जमने शुरू करने का फैसला किया। एक भव्य सिद्धांत प्रस्तावित करने के बजाय, उन्होंने मॉडल प्रोटोकोशिकाएं बनाईं - बड़े यूनिलैमेलर वेसिकल्स (LUVs) - तीन प्रकार के फॉस्फोलिपिड्स का उपयोग करके: POPC (1-पामिटॉयल-2-ओलियॉयल-ग्लिसरो-3-फॉस्फोकोलाइन; 16:0-18:1 PC), PLPC (1-पामिटॉयल-2-लिनोलियॉयल-एसएन-ग्लिसरो-3-फॉस्फोकोलाइन; 16:0-18:2 PC), और DOPC (1,2-डाय-ओलियॉयल-एसएन-ग्लिसरो-3-फॉस्फोकोलाइन; 18:1 (D9-सिस) PC)। "हमने फॉस्फेटिडिलकोलाइन (PC) को झिल्ली घटकों के रूप में इस्तेमाल किया, आधुनिक कोशिकाओं के साथ उनकी रासायनिक संरचनात्मक निरंतरता, प्रीबायोटिक स्थितियों में संभावित उपलब्धता, और आवश्यक सामग्री को बनाए रखने की क्षमता के कारण," ELSI में डॉक्टरेट छात्र और प्रमुख लेखक तात्सुया शिनोडा ने कहा। दोहरे बंधनों में सूक्ष्म अंतर ने कुछ झिल्लियों को कठोर (POPC) और दूसरों को ढीला (PLPC और DOPC) बना दिया।

फिर आए फ्रीज/थॉ चक्र (F/T) - प्राचीन पृथ्वी के तापमान के मूड स्विंग्स की नकल करते हुए। तीन चक्रों के बाद, POPC-समृद्ध पुटिकाएं बिना विलय के बस एक साथ इकट्ठा हो गईं। लेकिन PLPC और DOPC पुटिकाएं बड़े डिब्बों में विलीन हो गईं। जितना अधिक PLPC, उतना अधिक संलयन। "बर्फ के क्रिस्टल बनने के तनाव के तहत, झिल्ली अस्थिर या खंडित हो सकती है, जिससे पिघलने पर संरचनात्मक पुनर्गठन की आवश्यकता होती है," ELSI की शोधकर्ता नात्सुमी नोडा ने समझाया। अनुवाद: जब चीज़ें जम जाती हैं तो ढीली झिल्लियां विलय में बेहतर होती हैं - और संलयन वह तरीका है जिससे बिखरे हुए कार्बनिक अणु मिश्रित होते हैं, संभावित रूप से जीवन की ओर रसायन शास्त्र को शुरू करते हैं।

टीम ने डीएनए प्रतिधारण का भी परीक्षण किया। PLPC पुटिकाओं ने POPC पुटिकाओं की तुलना में डीएनए को बेहतर फंसाया और पकड़ा, जमने से पहले भी। बार-बार चक्रों के बाद, वे अभी भी अधिक डीएनए से चिपके रहे। इससे पता चलता है कि बर्फीले वातावरण - सिर्फ सूखने वाले तालाब या हाइड्रोथर्मल वेंट नहीं - जीवन का पालना हो सकते हैं। फ्रीज/थॉ चक्र अणुओं को केंद्रित करते हैं और संलयन को प्रोत्साहित करते हैं, हालांकि तरल झिल्ली रिसाव का जोखिम उठाती हैं। संतुलन ही सब कुछ है।

"लगातार पीढ़ियों में F/T-प्रेरित विकसित पुटिकाओं का एक पुनरावर्ती चयन आसमाटिक दबाव या यांत्रिक कतरनी जैसे विखंडन तंत्रों को एकीकृत करके महसूस किया जा सकता है," ELSI के प्रोफेसर और प्रमुख अन्वेषक तोमोआकी मात्सुरा ने कहा। सीधे शब्दों में: सरल जमना और पिघलना मूल बुलबुलों को डार्विनियन विकास में सक्षम पहली कोशिकाओं की ओर धकेल सकता है। तो अगली बार जब आप अपनी विंडशील्ड से बर्फ खुरचें, तो याद रखें - आप सभी जीवन की उत्पत्ति की कहानी देख रहे होंगे।