| 初生牛犊不怕虎——米勒人工合成氨基酸的故事 |
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提起积木游戏,小朋友都很熟悉——把许多积木按照不同的搭配方式,就可以搭成许多不同花样的积木结构。自然科学中,也有许多“积木游戏”,蛋白质就是其中的一种。
我们知道,所有的细胞,不管是植物的、动物的,还是细菌的,它们都毫无例外地具有一个最最重要的部分——蛋白质,这是构成生命的基础。
建造蛋白质分子的“积木”,叫做“氨基酸”。不同数量、性质的氨基酸,就像拼积木一般,可以“拼”成许许多多的蛋白质。当然,它比小朋友手里玩的积木游戏可就复杂多了。
历史的战车驶进了20世纪,自然科学的研究已经有了相当程度的发展。这时,科学家们开始思考一个全新的课题:当地球还是一个年轻的没有生命的行星时,氨基酸在当时的条件下,是怎样形成的呢?
1953年,美国芝加哥大学的“教授会”上,正在审议一位博士研究生斯唐来·米勒设计的实验方案。米勒的导师,是曾经获得诺贝尔奖的尤里教授。
教授们看清楚米勒的实验方案后,不禁大吃一惊:年仅23岁的米勒,竟然想在容器里人工合成氨基酸!
“氨基酸是构成生命的重要物质基础,还没有生命的地球经过几十亿年才孕育出来,怎么可能在试管中形成呢?”
“年轻人,不要浪费宝贵的时间和精力,这是绝对不可能实现的计划!”
这位乳臭未干的年轻人设计的实验方案,在一些教授看来只不过是个荒唐离奇的梦想,简直就是异想天开!
可是,尤里教授却镇定自若地说:“没有想过的,并不意味着不可能成功。”
米勒更是充满自信:“只要我们能模拟出原始地球的还原性大气,再模仿当时经常电闪雷鸣的自然条件,就很有可能产生氨基酸!”
实际上,米勒的实验方案并不是凭空想象出来的。早在1936年,俄国生物学家奥巴林就出版了《生命的起源》一书,并且译成了英文。这位第一个详细研究生命起源的人,在书中阐述了自己的研究成果,认为生命一定起源于这样的大气中:以氢、甲烷、水蒸气为主,同时有一个溶有大量氨的海洋。尤里教授也是研究原始地球大气的学者之一,他很赞同奥巴林的观点。
正是在尤里教授的支持下,血气方刚的米勒不顾“教授会”的反对,坚持进行实验。
米勒设计了一种特殊的大玻璃容器。为了保证实验制成的复杂化合物一定不是活细胞形成的,他先把仪器抽成真空,并用130℃高温连续消毒了18个小时。然后,再通入氨、甲烷、氢气,这些气体混合的比例与推测的原始大气基本相同。
接着,他在另一个同样消毒过的玻璃容器中将水煮沸,形成的蒸气经过一根玻璃管进入第一个玻璃仪器中。在蒸气的推动下,氨、甲烷和氢气形成的混合气体又经过另一根玻璃管回到沸腾的水中。米勒让第二根玻璃管保持冷却状态,因而蒸气在尚未滴回原来的容器前就转变为水了。
这样,在沸水的带动下,氨、甲烷、氢和水蒸气的混合物就在这套特殊的装置中不停地循环。
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