Certains scientifiques considèrent microsphères ou protocellules protéiques comme de petits grains sphériques qui pourraient être une étape clef de l'origine de la vie.
En 1953, Stanley Miller et Harold Urey démontrent que nombre de molécules biologiques pourraient se former spontanément à partir de précurseurs composés inorganiques dans des conditions de laboratoire sensées reproduire celles qui régnaient sur Terre avant le début de la vie. Le grand intérêt de cette expérience tient aux acides aminés obtenus en quantité substantielle, ceux-ci étant les composants des protéines.
En 1957, Sidney Fox montre qu'on peut faciliter la polymérisation de mélanges secs d'acides aminés par chauffage modéré. Ensuite, les polypeptides ou les protéinoïdes obtenus sont dissouts dans de l'eau chaude, puis on laisse la solution refroidir. Il se forme alors des petites coques sphériques (microsphères) de l'ordre de 2 μm de diamètre. Sous des conditions favorables, les microsphères vont « bourgeonner » et on voit apparaître de nouvelles sphères à leur surface.
Bien que se rapprochent en apparence des cellules biologiques, les microsphères ne sont pas vivantes. Bien qu'elles se reproduisent de manière asexuée par bourgeonnement, elle ne mettent pas en œuvre de matériel génétique. Pourtant, les microsphères ont pu jouer un rôle important dans le développement de la vie en fournissant une membrane fermée semblable à celle d'une cellule. Les microsphères, de la même façon que les cellules, peuvent grossir et comporte une double membrane qui permet la diffusion de substances et l'osmose. Sydney Fox pose l'hypothèse que si ces microsphères deviennent plus complexes elles peuvent assurer des fonctions plus proches de la vie. Elles pourraient devenir hétérotrophes, c'est-à-dire des organismes susceptibles de tirer leurs nutriments du milieu extérieur pour assurer leur croissance et leurs besoins énergétiques. Comme, avec le temps, les nutriments du milieu extérieur se font plus rares, la compétition pour se nourrir devient plus rude. Les organismes hétérotrophes qui utilisent les réactions biochimiques les plus complexes auront un avantage dans cette lutte. Ce sont les organismes qui auront développé l'usage de la photosynthèse comme source d'énergie qui se développeront.
