当骨骼生长时，我们体内的蛋白质帮助提供结构。当肌肉撕裂时，蛋白质帮助重建它。
当我们对抗感染、在血液中运输氧气或向细胞发送信息时，蛋白质常常挺身而出。
地球上最初形成并帮助生命诞生的物质是什么？
根据今日发表在《自然》杂志上的一项研究，这个困扰科学家五十多年的谜团可以用相当简单的化学原理来解释。
在实验室实验中，科学家成功展示了生命的两种基本成分——核糖核酸（RNA）和氨基酸——如何结合以启动蛋白质合成。
这些基本成分和条件——在水中——被认为大约四十亿年前就存在于地球上，为早期生命如何可能被启动或如何在其他行星上出现提供了线索。
“这似乎相当可能”这种反应会在早期地球上发生，伦敦大学学院化学家、新研究的作者之一马修·波纳说。
波纳的实验室研究导致生命的化学过程，探索所有生物体中看到的关键机制。
最基本的过程之一是细胞如何制造蛋白质，这些复杂分子负责我们从骨骼形成到免疫支持的生长和生存。
蛋白质由氨基酸组成，这些氨基酸被认为在生命出现之前很久就已经存在。
蛋白质不能自我复制，而是根据由DNA和RNA等核酸提供的蓝图构建，这些蓝图指示氨基酸组装。
事实上，DNA结构的共同发现者弗朗西斯·克里克在1950年代提出了生物学信息从DNA流向RNA再到蛋白质的理论。
但波纳说，自克里克以来，从RNA到蛋白质的过程一直未被理解。“DNA和RNA中的信息是用与蛋白质中信息不同的语言编写的，因此必须进行翻译。”
在今天的生物体中，氨基酸与RNA结合制造蛋白质。但这个翻译过程需要一组蛋白酶，矛盾的是，这些酶是由蛋白质合成制造的。这就变成了一个鸡生蛋还是蛋生鸡的问题：没有蛋白质，蛋白质是如何制造的？
“我们想找到统一和连接”RNA和氨基酸的化学过程，这是制造蛋白质所必需的，波纳说。
首先，团队取一个氨基酸并“激活它”——基本上移除一个水分子，这使其具有反应性并能与其他分子形成键。
激活的氨基酸不会以这种形式直接与RNA结合。团队需要找到一个辅助分子，帮助氨基酸与RNA结合。
波纳和他的同事决定实验一类称为硫醇的化合物，或带有硫附着在碳上的分子。
这些分子更以其在细胞能量生产和调节中的作用而闻名，而不是蛋白质合成，但团队先前发现它们在婴儿地球可能存在的基本条件下相当容易制造。
当引入硫醇时，团队发现它首先与水中的激活氨基酸反应，然后缓慢地将该氨基酸转移到RNA。更多这些化合物结合并在细胞中形成蛋白质。
这种结合“非常出乎意料[并且]不是我们最初设定的目标，”波纳说。他说这种机制基本上解决了如何在没有另一种蛋白质的情况下启动蛋白质合成。
团队不太清楚为什么硫醇基团允许氨基酸转移到RNA。波纳说，总的来说，硫基位于“反应性的甜点”，这允许它与RNA非常缓慢和有选择性地反应。
四十亿年前，这些反应可能发生在地球上的池塘或湖泊中。尽管化学物质的浓度在海洋中可能过于稀释。
“在你有氨基酸、有RNA分子的情况下，如果你有硫醇——硫分子——我认为，这种过程几乎不可避免地会发生，”波纳说。
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