一个简单的机制可能是原始细胞（现代活细胞的假定祖先）的生长和自我复制的基础，这表明在Biophysical Journal上发表的一项研究。原始细胞是由膜双层包围的囊泡，可能类似于第一个单细胞共同祖先 (FUCA)。在相对简单的数学原理的基础上，所提出的模型表明，驱动原始细胞生长和繁殖的主要动力是由于内部化学活动而在圆柱形原始细胞的内部和外部之间发生的温差。
“我们研究的最初动机是确定驱动细胞分裂的主要力量，”该研究的作者 Universcience 的 Romain Attal 说。“这很重要，因为癌症的特征是不受控制的细胞分裂。这对于了解生命的起源也很重要。”
一个细胞分裂形成两个子细胞需要同步许多涉及细胞内细胞骨架结构的生化和机械过程。但在生命史上，如此复杂的结构是高科技的奢侈品，肯定比分裂的能力出现得晚得多。在基因、 RNA、酶和今天存在的所有复杂细胞器出现之前，即使在最基本的自主生命形式中，原始细胞必须使用一种简单的分裂机制来确保它们的繁殖。
在这项新研究中，Attal 提出了一个模型，该模型基于这样一种观点，即早期生命形式是简单的囊泡，其中包含特定的化学反应网络——现代细胞新陈代谢的先驱。主要假设是组成膜双层的分子是通过全局放热或释放能量的化学反应在原始细胞内合成的。
内部温度的缓慢升高迫使最热的分子从双层的内小叶移动到外小叶。这种不对称运动使外叶比内叶生长得更快。这种不同的生长增加了平均曲率并放大了原细胞的任何局部收缩，直到它一分为二。切割发生在最热区域附近，在中间附近。
“所描述的场景可以被视为有丝分裂的祖先，”阿塔尔说。“没有 40 亿年前的生物档案，我们不确切知道 FUCA 包含什么，但它可能是一个囊泡，由包裹一些放热化学反应的脂质双层包围。”
虽然纯粹是理论上的，但该模型可以通过实验进行测试。例如，可以使用荧光分子来测量真核细胞内部的温度变化，其中线粒体是主要的热源。这些波动可能与有丝分裂的开始和线粒体网络的形状有关。
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Attal 说，如果未来的调查得到证实，该模型将具有几个重要的含义。“一个重要的信息是，推动生命发展的力量从根本上说很简单，”他解释道。“第二个教训是，温度梯度在生化过程中很重要，细胞可以像热机一样发挥作用。”
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