På den tidiga jorden, en serie spontana händelser som behövdes för att livet som vi känner det ska börja. Ett av dessa fenomen är bildandet av fack omslutna av lipidmembran. Ny forskning av Irep Gözen, Elif Koksal, och kollegor vid universitetet i Oslo avslöjar, för första gången, hur dessa vesiklar kan självmontera på ytor utan extern input. Teamet upptäckte den mest raka och rimliga förklaringen hittills med de enklaste antagandena. De kommer att presentera sin forskning vid det 63:e Biophysical Society Annual Meeting, hålls 2—6 mars, 2019 i Baltimore, Maryland.

Gözens labb var ursprungligen fokuserat på biomaterial, inte ursprunget till livsforskning.

"Vi försökte faktiskt göra ett annat experiment och det här kom som en upptäckt, ", sa Gözen. "Bildandet av lipidrör och uppkomsten av tusentals vesiklar skedde spontant när vi lämnade lipider på en kiseldioxidyta."

Lipiderna i deras experiment liknade dem i bakteriemembran och har vattenälskande huvuden och vattenundvikande svansar. På grund av dessa vattenföredragande egenskaper, de organiserar sig spontant med svansarna vända inåt och huvudet vända utåt. På kiseldioxidytan, lipiderna blev ark, med lager av dessa organiserade lipider. På grund av ytans klibbighet, vid vissa tillfällen separeras de två lagren, och det översta lagret buktar ut, skapa rör och sedan runda bollar när de får mer lipider. Hela processen är helt autonom. Ett försiktigt flöde från vätskans rörelse kan sedan få dessa vesikler att lossna från ytan och skapa protoceller, som de som tros vara en språngbräda till livets ursprung.

"Detta är ett nytt och nytt sätt att sektionera, sa Gözen.

Det är tänkbart att något liknande hände på den tidiga jorden. Silikondioxid, eller kiseldioxid, är ett av de mest förekommande mineralerna på jordens yta. Fettmolekyler kunde lätt ha funnits under den previologiska eran, vilket bekräftas av resultaten av deras framgångsrika syntes utförd under möjliga primitiva jordförhållanden, tillsammans med deras spår som finns i fossiler och meteoriter. Spännande nog, kiseldioxid upptäcktes nyligen på Mars av Curiosity Rover.

Ett annat pussel i livets början är hur genetiskt material kom in i protoceller. Det är inte känt om avdelningarna bildades runt de redan existerande långa genetiska kedjorna som RNA, eller om de små byggstenarna på något sätt hittade in i dessa små bubblor och gjorde kedjorna inuti. Gözen och kollegor lade till en ljusemitterande organisk molekyl som i storlek liknar nukleotider, de genetiska byggstenarna, till bubblornas omgivning. Sådana molekyler som var för stora för att diffundera genom bubblans vägg, kunde komma in utan att kompromissa med protocellerna. De spekulerar att det tar sig genom övergående defekter eller porer i protocellväggen.

"Vår forskning kan förklara, för första gången, detaljerna i självstyrd övergång från svagt organiserade lipider på fasta ytor till protoceller med avskilt inre innehåll, sa Gözen.