Nat. Commun.速递：原始代谢循环的自组织

关键词：生命起源，新陈代谢循环，循环反应网络，自组织，集体行为

论文标题：Self-organization of primitive metabolic cycles due to non-reciprocal interactions

论文来源：Nature Communications

斑图链接：https://pattern.swarma.org/paper/6a0afb3e-2c08-11ee-9b3d-0242ac17000d

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-40241-w

有关生命起源的最大谜团之一，是生命如何在地球形成后如此迅速地出现，特别地，作为细胞非平衡活动动力的新陈代谢循环如何首先出现。虽然人们普遍认为非平衡条件是形成原始代谢结构的必要条件，但迄今为止，人们一直把重点放在外部强加的非平衡条件上，如温度或质子梯度。

文章提出另一种范式，即催化剂之间自然发生的非互惠相互作用来形成循环反应网络，引导它们被吸收到自组织功能结构中。

图1 具有催化活性的微粒的性质和相互作用

研究发现参与原始代谢循环的具有催化活性和趋化性的粒子会表现出各种结构复杂的集体行为，能自发地自组织成凝聚体，这些凝聚体可能聚集或分离，这取决于参与循环的粒子种类数量，并表现出追逐、周期性聚集和分散以及自搅动，从而为自发形成代谢活性原胞提供了一种通用机制。通过指数级快速粗化过程形成不同类别的自组织循环，这取决于循环的奇偶性和相互作样式的性质，其具有易调整的特征。