机器人化学家洞察生命起源用以探索自然选择的复杂性

2021-07-28 15:00:46

近日,《自然—通讯》刊登了来自英国格拉斯哥大学的一篇论文。该论文作者之一Lee Cronin 阐述了其研发的“机器人化学家”,能够通过机器学习算法,自主决定将 18 种化学物质中的哪些化学物质组合到反应器中,以及如何设定发生反应的条件。这意味着该机器人能够自行运行实验,而无需人工监督。

研究人员称,这项研究旨在通过让机器在数周内不间断实验,为诠释地球上复杂的有机生命是如何从简单、无生命的化学物质发展而来提供新见解。

在开发过程中,研究人员通过测量每个实验产物的质量指数,让机器人了解每个反应产生的分子的复杂性。这些信息有助于它学习如何改变实验,以在随后的反应中创建一个更复杂的分子。该团队希望这是一个数字化版本,用以探索自然选择的复杂性。

通过数百次的实验,研究人员不仅发现了复杂的分子可以被创建,还发现一些新分子内部存在生命周期。这表明可能正在发生其他过程,如催化和复制。

在发表这篇论文之前,该团队还发表过一篇关于组装理论的论文。组装理论是研究人员开发的用以量化分子复杂性的工具,还可用于识别生命化学组成部分的迹象。而机器人化学家通过这些理论,不断重复过程,让研究人员看到了这一过程中更多可能性。

很少有实验能够持续与生物系统发展时间一样的时间长度。但机器人化学家则能够弥补这一点,在数周内进行数十次递归实验,然后最终持续数月甚至数年,让研究者了解从生命诞生之初到细胞复杂性的变化过程。

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