国家自然科学基金委员会基础科学中心项目——地磁场与生命----成果介绍

成果介绍

郭仕莹|陈宇综等-空间科学与试验学报：基于太空生命研究数据库的航天食品研究信息资源

随着航天事业快速发展，载人登月、登火、太空旅游及月球资源开发等计划已成为航天强国短中期重点规划，而航天食品作为人类太空生存、健康与活动的能量基础，其重要性愈发凸显。本研究构建的 SpaceLID 数据库既整合了分散于各类平台的太空研究数据，补充了 236 项现有数据库未覆盖的研究内容，为科研人员和航天工程团队提供全面系统的信息资源，大幅提升航天食品研发效率，为制定长期太空任务食品方案、优化食品加工工艺与包装技术、改善航天员饮食体验提供直接科学依据。同时，其横跨营养学、心理学、工程学、信息学等多领域的研究特性... 一、研究背景与意义随着航天事业快速发展，载人登月、登火、太空旅游及月球资源开发等计划已成为航天强国短中期重点规划，而航天食品作为人类太空生存、健康与活动的能量基础，其重要性愈发凸显。世界各国均加大投入推动航天食品研发，如美国 NASA 每年投入约 200 多亿美元，印度空间研究组织斥资 1 万亿卢比。然而，太空环境的微重力、强辐射等极端条件，对食品保存、质量安全及营养稳定性提出严峻挑战；同时，现有太空食品相关数据分散于不同平台，缺乏系统化整合，难以支撑高效研究。为此，研究团队构建太空生命研究数据库（SpaceLI...

2026-01-21
张敏|应见喜等—CC：基于N-aa-NMP分子模型的同手性前生命肽合成

宁波大学新药技术研究院的研究生张敏与应见喜研究员、赵玉芬教授等，受体内肽合成过程的启发，开展了基于N-aa-AMP的肽合成中手性选择的研究。研究结果表明，在实验过程中，N-L-aa-AMP优先与L-氨基酸结合，而N-D-aa-AMP则偏好与D-氨基酸结合，从而有效促进了同手性肽的形成。在不同氨基酸的反应中，手性选择效应有所差异，特别是在异亮氨酸和脯氨酸中表现得更为明显。进一步的理论计算以异亮氨酸为例，表明L-氨基酸与N-L-aa-AMP反应时，转化能量壁垒较低，促进了L-氨基酸优先参与肽链合成。该研究为深入理解早期生命中同手性选择的机制... 同手性是生命系统中的一个核心特征，是指生物体内所有蛋白质均由L-氨基酸构成，而核酸则由D-核糖或D-脱氧核糖构成。这种手性特征被认为是生命的标志之一，也是生物分子稳定性和功能的基础。然而，早期地球中L-氨基酸和D-氨基酸的比例接近1：1，在没有现代酶系统的环境中，如何产生同手性分子、克服L-和D-氨基酸的对称性，形成稳定的生物大分子，仍是一个悬而未解的谜。近几年来，科学家们提出了许多假设和机制，尝试解释早期地球上同手性分子的来源，如矿物表面吸附、磁场效应及对称性破坏等。尽管这些机制大多涉及特定的物理过程，生...

2026-01-21
张丽|应见喜等—CC：实现前生命肽N-to-C延伸的合成

生命体内核糖体翻译均以N→C方向延伸肽链，但经典前生命模拟（干-湿循环、热聚合或羧基活化）只能产生无序寡肽，无法解释“氨基端→羧基端”这一通用方向性的化学起源；同时，水溶液中氨基酸缩合热力学不利、无酶条件下缺乏定向活化-选择机制，成为“氨基酸→蛋白质”链条中的重要缺口。本研究基于氨基酸酰胺的反应，在前生命条件下构建了一个可行的肽类N to C端延伸模型。我们推测，该模型可能是一个“分子化石”，代表了现存生物肽合成方式的可能前生命演化途径。 1. 研究背景生命体内核糖体翻译均以N→C方向延伸肽链，但经典前生命模拟（干-湿循环、热聚合或羧基活化）只能产生无序寡肽（图1），无法解释“氨基端→羧基端”这一通用方向性的化学起源；同时，水溶液中氨基酸缩合热力学不利、无酶条件下缺乏定向活化-选择机制，成为“氨基酸→蛋白质”链条中的重要缺口。图1 氨基酸酰胺的聚合反应。（a）AA-NH2 自身的反应。（b）Ac-AA-NH2 与 AA-NH2 的反应。2. N-to-C前生命肽的聚合在真核蛋白的各种化学修饰中，N-乙酰化是最常见的修饰之一。类似地，在原核生物中第一个氨基酸的N端也观察到了...

2026-01-21
郭笑汎|应见喜等—Palaeo 3：局部pH动荡情景：在早期地球环境下通过脯氨酰胺合成环二肽

早期火山附近的小水池被认为是生命起源的理想场所，然而小池子的pH振荡机制对于生物分子聚合的作用一直被低估了。研究通过模拟“温暖的小池塘”，证明了pH振荡环境提供了一种有效的、新颖的途径，对于脯氨酸酰胺和游离氨基酸形成环二肽有显著影响。令人惊喜的是，通过脯氨酸酰胺合成环二肽的过程无需任何催化剂。进一步的研究表明，早期地球表面的活化剂P3m、黏土矿物（蒙脱土、方解石、磁铁矿）、金属离子（Ca2+、Mg2+）等在该过程中起到了重要的作用。总之，本研究为前生命肽的合成提供了一条可行的途径，并提出了生命起源理想场所下... 早期火山附近的小水池被认为是生命起源的理想场所，然而小池子的pH振荡机制对于生物分子聚合的作用一直被低估了。本文通过模拟“温暖的小池塘”，证明了pH振荡环境提供了一种有效的、新颖的途径，对于脯氨酸酰胺和游离氨基酸形成环二肽有显著影响。令人惊喜的是，通过脯氨酸酰胺合成环二肽的过程无需任何催化剂。进一步的研究表明，早期地球表面的活化剂P3m、黏土矿物（蒙脱土、方解石、磁铁矿）、金属离子（Ca2+、Mg2+）等在该过程中起到了重要的作用。总之，本研究为前生命肽的合成提供了一条可行的途径，并提出了生命起源理想场所下...

2026-01-21
甘定伟|应见喜等-EPP：原始地球氨基酸酰胺形成前生命肽的可行途径研究

宁波大学钱学森天体化学与空间生命协同研究中心、西安交通大学电气工程学院等单位合作，在模拟原始地球的干湿循环条件下，系统研究了氨基酸酰胺（AA-NH₂）形成肽的化学反应路径。首次系统阐明AA-NH₂作为前生命肽合成前体的可行性与机制，为原始地球条件下肽库的自主形成提供了新的化学途径，也为理解前生命分子的积累与演化机制提供了实验和理论支持。生命起源过程中，前生命肽的合成是生命化学演化中的关键一步，也是核糖体出现之前的核心科学谜题之一。长期以来，氨基酸在无催化剂条件下如何自发聚合形成肽链，面临热力学和动力学上的显著障碍。近年来的研究多集中于探索外源催化剂或活化剂的作用，如何在早期地球条件下实现无催化剂、自发形成肽链，仍然是一个挑战。宁波大学钱学森天体化学与空间生命协同研究中心、西安交通大学电气工程学院等单位合作，在模拟原始地球的干湿循环条件下，系统研究了氨基酸酰胺（AA-NH₂）形成肽的化学反应路径（图1）。研究发现，在温和温度（80℃...

2026-01-21
刘立|林巍等-SD&EM等：柴达木盆地类火星环境微生物适应机制研究及其基因组资源库构建

中国科学院地质与地球物理研究所行星科学与前沿技术重点实验室的刘立博士后与合作导师林巍研究员等，系统采集了柴达木盆地代表性类火星地貌和不同深度的土壤样品，利用宏基因组学技术，成功获得了1773条细菌和古菌基因组以及2060条病毒基因组，并构建了柴达木盆地类火星环境微生物基因组资源数据库。在此基础上，结合土壤理化性质、矿物组成等地质环境信息，系统研究了柴达木盆地不同地貌类型和土壤深度中微生物的多样性、分布特征、生存策略及其相互作用关系。宜居环境演化和生命信号探寻是火星探测的核心科学目标。通过实施原位探测和采样返回任务，可以直接获取火星原位科学数据和火星表面样品，寻找火星潜在生命信号。与此同时，地球上的一些极端环境因与火星条件高度相似（如极端干旱、高辐射、高盐碱等）被称为类火星环境，系统研究这些类火星极端环境中的微生物及其生存策略有助于评估火星过去或现今存在生命的可能性、遴选火星生命信号探测的优先区域、筛选生命探测的信号指标、优化生命信号探测的方法和策略（图1）。图1 类比火星不同地质历史时期的地球典型类火星环境和火星的潜在宜居...

2025-12-31

首页上一页 123 下一页尾页