幾十億年前，無菌的原始地球上某個未知地點成為複雜有機分子的大熔爐，第一個細胞從中出現。生命起源的研究人員提出了無數富有想象力的想法，說明這一切是如何發生的，以及必要的原始成分來自何處。其中最難解釋的是蛋白質，細胞化學的關鍵骨架，因為在今天的自然界中，它們完全由活細胞製造。如果沒有生命來製造，第一個蛋白質是如何形成的？
科學家們大多在地球上尋找線索。然而，一個新的發現表明，答案可能在天空之外，在黑暗的星際雲層中找到。上個月在《自然-天文學》上，一組天體生物學家表明，肽，即蛋白質的分子單元，可以自發地形成在宇宙中漂移的固體、冰凍顆粒的宇宙塵埃當中。這些肽在理論上可以在彗星和隕石中旅行到年輕的地球以及其他世界，成為生命的一些起始材料。
這種太空肽形成機制的簡單性，使其可能取代無生命地球上的已知純化學過程。這種簡單性 表明蛋白質是參與導致生命的進化過程的第一批分子。研究人員說，他們已經發現了一條通往蛋白質的捷徑，一條更簡單的化學途徑，為蛋白質在生命起源的非常早期就存在的理論重新注入了活力。這些肽是否能在太空的艱苦跋涉中存活下來，並對生命的起源做出有意義的貢獻，這在很大程度上是一個開放的問題。
羅格斯大學環境和生物科學學院的教授Paul Falkowski說，新論文中展示的化學”非常酷”，但還沒有彌合原前生物化學和生命第一個證據之間的驚人差距，仍然缺少一種火花。儘管如此，這次發現表明，肽可能是整個宇宙中比科學家認為的更容易獲得的資源，這種可能性也可能對其他地方的生命前景產生影響。
細胞使蛋白質的生產看起來很容易。它們在富含氨基酸等有用分子的環境中，以及在它們自己儲存的遺傳指令和催化酶（本身就是典型的蛋白質）的支持下，奢侈地製造肽和蛋白質。但在細胞存在之前，在地球上並沒有一個簡單的方法可以做到這一點。如果沒有任何生物化學提供的酶，肽的生產是一個低效的兩步過程，包括首先製造氨基酸，然後在氨基酸連接成鏈的過程中去除水，這個過程稱為聚合。這兩個步驟都有很高的能量障礙，所以只有在有大量的能量幫助啟動反應的情況下才會發生。
由於這些要求，大多數關於蛋白質起源的理論要麼集中在極端環境中的情景，如在海底熱液噴口附近，要麼假設存在像RNA這樣具有催化特性的分子，可以降低能量屏障，足以推動反應的進行。即使在這種情況下，需要特殊條件來使氨基酸集中到足以進行聚合。儘管已經有許多假設，但目前還不清楚這些條件是如何以及在哪裡在原始地球上出現的。
一系列計算預測，在太空中的條件下，在徘徊於恆星之間的極其密集和寒冷的塵埃和氣體雲中，可能存在一種更直接的製造肽的方法。這些分子云是新恆星和太陽系的孕育地，其中充滿了宇宙塵埃和化學物質，其中最豐富的一些是一氧化碳、原子碳和氨。氣體雲中的這些反應可能會導致碳在宇宙塵埃顆粒上的凝結，並形成被稱為氨酮的小分子。這些氨基酮將自發地連接起來，形成一種非常簡單的肽，稱為聚甘氨酸。通過跳過氨基酸的形成，反應可以自發進行，不需要來自環境的能量。