多环芳香烃竟可能是塑造生命的模板

“苯并芘”,多数人看到这个名字很难想像这是什么,只觉得连念他都有困难,他是一种多环芳香烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, PAHs),意思是很多苯环连接在一起,至少四个以上。当燃油、煤炭、垃圾、烟草、肉类等物质燃烧不完全,就会产生多环芳香烃,它便藉由各种方式储存在环境中或是动植物体内,并伤害人体健康。

多环芳香烃对我们到底有什么危害

研究发现,喂食一定剂量的多环芳香烃会造成老鼠不孕,或是很有机会生出有缺陷的子代。短期暴露也会伤害皮肤或免疫系统。由于多环芳香烃能够镶嵌到DNA里,并影响它的运作 ,因此多环芳香烃被合理怀疑是致癌物质,也有研究证实其与肺癌的相关性 。也因为这样,才有吃烧烤容易致癌的说法-这是从人类懂得用火开始就一直存在的问题,只不过我们现在意识到罢了。

有趣的是,你可能不知道宇宙中超过20%的碳原子是以多环芳香烃的方式存在,只是环数不尽相同。科学家很好奇这是怎么回事,因此运用红外线光谱分析这些分子存在的位置,像是死亡的行星,以及星系中的尘埃和气体 ,借此探讨宇宙的演化。

科学家发现,多环芳香烃在宇宙中参与了许多事件,相当活跃!譬如它在年轻行星的形成中决定是否能快速成型。而它对于周遭环境相当敏感,容易因为温度、射线而有所变化,因此能让科学家追踪宇宙中许多事件的发生。

多环芳香烃促成生命诞生?

有些科学家认为,因为多环芳香烃的活跃与敏感,才导致生命的发生,这个假说叫做PAH world hypothesis。早期地球的原始汤(primordial soup)含有大量的多环芳香烃,它们可能是RNA形成的重要前身,不过到目前为止都还只是理论阶段,并未有实验能够证明。

1952年Miller–Urey 实验模拟早期地球的环境,发现当时的环境状况是能够利用无机物合成出有机物质,却无法明白RNA要如何诞生。科学家推测,多环芳香烃结构的平面叠加特性,可能作为RNA生成的架构;多环芳香烃可以透过pi-pi键结叠加成长链状,其苯环周围的官能基可与核酸形成氢键,将它们聚集叠加在一起,之后再由其他能生成长链骨架的分子(如二氧化硫或甲醛),以共价键结的方式将它们串联 。虽然以上还未有实验能证明,却令人兴奋!

说也讽刺,多环芳香烃可能制造了生命,却也能让生命受到损害。

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