수십억 년의 진화는 현대 세포를 매우 복잡하게 만들었습니다. 세포 안에는 생존과 기능에 필수적인 특정 기능을 수행하는 소규모 구획인 세포 소기관이 있습니다. 예를 들어, 세포의 핵은 유전 물질을 저장하고, 미토콘드리아는 에너지를 생성합니다. 세포의 또 다른 중요한 부분은 그것을 둘러싸고 있는 막입니다. 막의 표면에 박힌 단백질은 물질이 세포 안팎으로 이동하는 것을 조절합니다. 이러한 정교한 막 구조 덕분에 우리는 오늘날의 복잡한 생명을 이해할 수 있습니다. 하지만 최초의 간단한 세포는 어떻게 이런 막 구조 없이 존재할 수 있었을까요? 최근 발표된 연구에서, 저는 시카고 대학교와 휴스턴 대학교 동료들과 함께 비가 초기 세포의 지속 가능성을 높이는 데 중요한 역할을 했을 것이라는 흥미로운 가능성을 탐구했습니다. 생명의 기원 과학에서 가장 흥미로운 질문 중 하나는 지구에서 생명이 어떻게 시작되었는지입니다. 과학자들은 물, 가스, 미네랄 같은 비생물질이 어떻게 복제, 대사 및 진화가 가능한 살아있는 세포로 변했는지에 대해 오랫동안 궁금해했습니다. 학자들은 가능한 최초의 생명 형태인 프로토세포가 초기 지구에서 발견된 유기 분자로부터 자연스럽게 생겨났다고 믿고 있습니다. 이러한 원시 세포 구조는 두 가지 기본 구성 요소로 이루어졌을 것입니다: 구조적 프레임을 제공하는 매트릭스와 프로토세포가 기능하는 데 필요한 지시를 담고 있는 유전 물질입니다. 시간이 지남에 따라, 이러한 프로토세포는 복제와 대사 과정을 수행할 수 있는 능력을 점차 발전시켰을 것입니다. 세포의 기본 화학 반응을 수행하기 위해선 안정적인 에너지원과 유기 화합물, 물이 필요합니다. 매트릭스와 막이 형성한 구획에서는 이러한 화학 반응이 이루어질 수 있도록 환경을 안정적으로 제공할 수 있습니다. 버블과 물방울 과학자들은 초기 생명의 단계에서 두 가지 다른 모델인 소포체와 코아세르베이트가 중요한 역할을 했다고 제안합니다. 소포체는 비누방울처럼 작은 버블로, 자연적으로 얇은 시트를 형성하는 지방 분자로 구성됩니다. 화학 물질을 감싸고 중요한 반응을 보호하기 위해 이 시트가 구 형태로 말려들어가 소포체를 형성합니다. 코아세르베이트는 펩타이드와 핵산과 같은 유기 분자의 축적에서 형성된 물방울입니다. 유기 분자가 서로 끌어당기는 특성으로 인해 형성됩니다. 이러한 구조적 특징은 코아세르베이트가 화학 물질을 농축하고 화학 반응을 촉진하도록 돕습니다. 따라서 코아세르베이트가 소포체보다 더 나은 프로토세포 후보로 보입니다. 하지만 막이 없다는 것은 유전 물질이 누출될 가능성이 있다는 큰 단점을 안고 있습니다. 세포의 기원을 탐구하는 이 연구는 과학적 호기심과 인류의 존재 이유를 찾는 철학적 질문을 함께 다룹니다. 진화의 과정을 이해하기 위해 초기 지구의 지질학적, 화학적, 환경적 조건을 연구하는 것이 중요합니다.