De vraag hoe het leven is begonnen, heeft wetenschappers uit vele disciplines gefascineerd en het was de organisch chemicus Graham Cairns-Smith die de theorie voor de oorsprong van het leven voorstelde uitgaande van klei in plaats van polymeren zoals RNA.

De bron van de monomeren zoals nucleotiden, aminozuren en dicarbonzuren werden door Cairns-Smith gedegradeerd tot de evolutie van het metabolisme, dat is de synthese van aminozuren en nucleotiden uit de citroenzuurcyclus.

Dit probleem van de evolutie van het metabolisme is recentelijk naar voren gebracht door het gedrag van eenvoudige halfgeleidermineralen zoals zinksulfide (ZnS), die in staat zijn zonne-energie te oogsten en deze energie om te zetten in de vorming van chemische bindingen van dicarbonzuren uit CO ₂ dus voorzien in de kernreacties van het universele metabolisme vóór het bestaan ​​van enzymen.

Een verband tussen ZnS prebiotische fotosynthese en klei-replicatie is nu vastgesteld in een paper gepubliceerd door een team van wetenschappers van de Universiteit van Kentucky en het Massachusetts Institute of Technology (MIT) in de Verenigde Staten, en McGill University in Canada. Het artikel heeft verteld hoe prebiotische metabolieten die beschikbaar zijn uit eenvoudige door zonlicht gestimuleerde reacties de synthese van kleimineralen kunnen katalyseren (d.w.z. een zinkklei genaamd sauconiet). Het werk toont aan dat centrale metabolieten zoals succinaat en malaat het kiemvormingsproces voor kleivorming mogelijk maken. Deze prebiotische metabolieten zijn gegenereerd door fotokatalyse met ZnS, en dit werk laat zien hoe ze de synthese van klei kunnen katalyseren.

De studie gepubliceerd in het open access tijdschrift Wetenschappelijke rapporten laat zien hoe een kleisynthese kan verlopen, gekatalyseerd door prebiotische metabolieten in slechts 20 uur bij 90 °C en 1 atm. Kleivorming vereist over het algemeen veel langere tijden, evenals hogere temperatuur en druk. De cryogene transmissie-elektronenmicroscopie laat duidelijk zien dat nanodeeltjes van klei kunnen worden waargenomen na slechts 6 uur synthese, zoals geverifieerd door de opname van aluminium in de tetraëdrische laag.

Het team merkte op dat de synthese van klei kan plaatsvinden bij nog lagere temperaturen, d.w.z., bij slechts 70 °C, met toevoeging van een enkel zaaddeeltje. Het werk is een uitstekend voorbeeld van de reproductieve kracht van kleimineralen en het mechanisme waarmee prebiotische metabolieten hun vorming katalyseren. Kleimineralen die als chemische sponzen werken, kunnen water en polaire organische moleculen vasthouden. en had een sleutelrol moeten spelen bij het ontstaan ​​van het leven; 1) bescherming tegen ultraviolette straling, en 2) het concentreren en katalyseren van de polymerisatie van organische moleculen zoals RNA. De uitkomst van dit werk heeft directe implicaties om de oorsprong van het leven op de vroege aarde en andere rotsplaneten te begrijpen.