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Mixed fatty acid-phospholipid protocell networks
Physical Chemistry Chemical Physics ( IF 2.9 ) Pub Date : 2021-11-11 , DOI: 10.1039/d1cp03832j Inga Põldsalu 1 , Elif Senem Köksal 1 , Irep Gözen 1, 2
Physical Chemistry Chemical Physics ( IF 2.9 ) Pub Date : 2021-11-11 , DOI: 10.1039/d1cp03832j Inga Põldsalu 1 , Elif Senem Köksal 1 , Irep Gözen 1, 2
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Self-assembled membranes composed of both fatty acids and phospholipids are permeable for solutes and structurally stable, which was likely an advantageous combination for the development of primitive cells on the early Earth. Here we report on the solid surface-assisted formation of primitive mixed-surfactant membrane compartments, i.e. model protocells, from multilamellar lipid reservoirs composed of different ratios of fatty acids and phospholipids. Similar to the previously discovered enhancement of model protocell formation on solid substrates, we achieve spontaneous multi-step self-transformation of mixed surfactant reservoirs into closed surfactant containers, interconnected via nanotube networks. Some of the fatty acid-containing compartments in the networks exhibit colony-like growth. We demonstrate that the compartments generated from fatty acid-containing phospholipid membranes feature increased permeability coefficients for molecules in the ambient solution, for fluorescein up to 7 × 10−6 cm s−1 and for RNA up to 3.5 × 10−6 cm s−1. Our findings indicate that surface-assisted autonomous protocell formation and development, starting from mixed amphiphiles, is a plausible scenario for the early stages of the emergence of primitive cells.
中文翻译：
混合脂肪酸-磷脂原细胞网络
由脂肪酸和磷脂组成的自组装膜对溶质具有渗透性且结构稳定，这可能是早期地球上原始细胞发育的有利组合。在这里，我们报告了由不同比例的脂肪酸和磷脂组成的多层脂质储库中原始混合表面活性剂膜隔室（即模型原始细胞）的固体表面辅助形成。类似于先前发现的固体基质上模型原始细胞形成的增强，我们实现了混合表面活性剂储库自发的多步骤自转化为封闭的表面活性剂容器，通过相互连接纳米管网络。网络中的一些含有脂肪酸的隔室表现出菌落样生长。我们证明了由含脂肪酸的磷脂膜产生的隔室对环境溶液中的分子具有增加的渗透系数，荧光素高达 7 × 10 -6 cm s -1和 RNA 高达 3.5 × 10 -6 cm s - 1 .我们的研究结果表明，表面辅助自主原始细胞的形成和发育，从混合两亲物开始，是原始细胞出现早期阶段的合理情景。
更新日期：2021-11-30
中文翻译：
混合脂肪酸-磷脂原细胞网络
由脂肪酸和磷脂组成的自组装膜对溶质具有渗透性且结构稳定，这可能是早期地球上原始细胞发育的有利组合。在这里，我们报告了由不同比例的脂肪酸和磷脂组成的多层脂质储库中原始混合表面活性剂膜隔室（即模型原始细胞）的固体表面辅助形成。类似于先前发现的固体基质上模型原始细胞形成的增强，我们实现了混合表面活性剂储库自发的多步骤自转化为封闭的表面活性剂容器，通过相互连接纳米管网络。网络中的一些含有脂肪酸的隔室表现出菌落样生长。我们证明了由含脂肪酸的磷脂膜产生的隔室对环境溶液中的分子具有增加的渗透系数，荧光素高达 7 × 10 -6 cm s -1和 RNA 高达 3.5 × 10 -6 cm s - 1 .我们的研究结果表明，表面辅助自主原始细胞的形成和发育，从混合两亲物开始，是原始细胞出现早期阶段的合理情景。
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