半経験的プロトセルモデルにおける透過性駆動の選択: 前生物系進化の根源

生命の起源に関する問題は、伝統的にダーヴィン進化を始めることができる分子の種類と自由溶液反応のダイナミクスを見つける化学的課題として考えられてきました。異なる自己触媒的および「自己複製的」な分子種は、考え得る合成経路と共に広範に研究されてきましたが、これらは非生物的にこのような最小限のシナリオにつながる可能性があります。しかし、分子の動力学や分子進化動力学に加えて、他の物理的および化学的制約（コンパートメント化、差動拡散、選択的輸送、浸透圧力、エネルギー結合など）が、化学と生物の中間系の結束、機能的統合、内因的安定性/ロバスト性において重要であった可能性があります。これらのあまり認識されない相互作用と分子制御のメカニズムは、前生物系進化への初期経路をより複雑にしたかもしれませんが、すべての現代の細胞における機能的重要性を考えると、平衡から遠く離れた化学的ダイナミクスを維持するためには確かに不可欠でした。ここでは、これらの追加的な制約/メカニズムのいくつかに対処したプロトセルシナリオを探求し、その「システムレベル」の影響を示します。特に、二元脂質混合物で構成された前生物ベシクル膜の透過性に関する実験的研究により、プロトセルが脂質合成を支える内部化学との結合に基づいて再生し、進化的プロセスを経ることができる半経験的モデルを構築します。