地球生命如何起源?或由RNA-DNA混合產生

2021-01-13 中國微山網

近日，美國斯克裡普斯研究所科學家在化學研究領域核心期刊《德國應用化學》上發表論文稱，一種名為苯基磷二醯胺(DAP)的簡單化合物在生命出現之前可能就已存在於地球上，它可以通過化學手段將名為脫氧核苷酸的微小DNA結構單元編織在一起，形成原始的DNA鏈。

該發現指出了DNA與RNA作為相似化學反應的產物一起出現的可能性，而第一批自我複製的分子，即地球上第一批生命的形式，正是這兩種分子的混合體。近幾十年來，「RNA世界」假說在生命化學領域一直佔據主導地位，該假說認為早期生命分子完全基於RNA，而DNA僅在後來作為RNA進化的產物才出現。而本次發現對該假說提出了挑戰，進一步解釋了地球生命是如何起源的這一古老問題。

一條RNA鏈可以吸引其他單個RNA結構單元，黏附在RNA鏈上形成一種鏡像鏈。如果新鏈可以脫離模板鏈，並開始通過相同的過程作為模板結合其他新鏈，那麼它就實現了構成生命的自我複製的「壯舉」。

然而RNA鏈可能擅長結合互補鏈，但卻不太擅長與這些鏈分離。現代生物體產生的酶可迫使RNA(或DNA)雙鏈分開成兩條，從而實現複製，但目前尚不清楚在沒有酶的世界裡如何做到這一點。

該研究資深作者、斯克裡普斯研究所化學副教授克裡希納穆爾蒂指出，部分DNA和部分RNA的「嵌合」分子鏈或解決了這個問題，因為它們可以一種黏性較小的方式結合互補鏈，從而使它們相對容易分離。

在過去的研究中，科學家們已經發現，簡單的核糖核苷酸和脫氧核糖核苷酸(分別是RNA和DNA的構成單元)，可能是在早期地球非常相似的化學條件下產生的。有機化合物DAP起到了修飾核糖核苷酸，並將它們串在一起形成第一條RNA鏈的關鍵作用。而此次研究表明，在類似條件下，DAP也可以對DNA起到同樣作用。

這一發現為更廣泛地研究自我複製的DNA-RNA混合物如何在原始地球上進化和傳播，構建更完善的現代生物學鋪平道路。(實習記者張佳欣)

總編輯圈點

RNA真的獨自完成了生命起源的關鍵任務嗎?近些年來，大量證據表明RNA和DNA可能幾乎同時出現在最初的生命形式中，隨後很快，二者又憑藉各自的優勢和缺陷進行了合理又明確的「分工」：DNA負責遺傳信息長期穩定的存儲，RNA則負責遺傳信息的短期存儲和運輸，以及製造蛋白質——就像人們今天在細胞中看到的那樣。而在「零」的起點上，或許仍是RNA和DNA兩個必不可少的因素共同協作，才有了今天地球上的生機勃勃、生命不息。

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