A transient self-assembling self-replicator.
A transient self-assembling self-replicator.
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DOI：
10.1038/s41467-018-04670-2
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发表时间：
2018-06-08
影响因子：
16.6
通讯作者：
Fletcher SP
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Colomer I;Morrow SM;Fletcher SP
开发复杂动态系统的物理模型，显示紧急行为，是告知生物学中的持久性和复制，生命物质如何从化学中出现，以及如何设计具有新特性的系统的关键。在这里，我们报告了一个完全合成的小分子系统，其中的表面活性剂复制剂是由两个相分离的反应物使用烯烃复分解催化剂形成的。复制因子自我组装成聚合物，聚合物催化它们自己的形成，并且是化学上不稳定的。不是复制直到反应物被完全消耗，而是亚稳态复制因子在第二复分解反应中被耗尽，并且最终达到封闭系统平衡。机械实验表明，相分离是负责复制子的形成和破坏。理解在非平衡状态下的自我复制和持久性是设计具有模仿“生命系统”的新特性的系统的关键。在这里，作者开发了一种合成的小分子系统，其中瞬时表面活性剂复制子负责自催化聚集途径和破坏性途径。
Developing physical models of complex dynamic systems showing emergent behaviour is key to informing on persistence and replication in biology, how living matter emerges from chemistry, and how to design systems with new properties. Herein we report a fully synthetic small molecule system in which a surfactant replicator is formed from two phase-separated reactants using an alkene metathesis catalyst. The replicator self-assembles into aggregates, which catalyse their own formation, and is thermodynamically unstable. Rather than replicating until the reactants are fully consumed, the metastable replicator is depleted in a second metathesis reaction, and closed system equilibrium is eventually reached. Mechanistic experiments suggest phase separation is responsible for both replicator formation and destruction. Understanding self-replication and persistence in an out-of-equilibrium state is key to designing systems with new properties mimicking “living systems”. Here, the authors developed a synthetic small molecule system in which a transient surfactant replicator is responsible for both an autocatalytic aggregation pathway and a destructive pathway.
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