科學家已經確定,在遙遠的火星上,有RNA分子良好的形成環境

2020-11-30 Space科學

DNA與RNA,或許大家都知道這兩個分子是什麼!DNA 又稱脫氧核糖核苷酸,為雙鏈結構,而RNA被稱為核糖核苷酸,,為單鏈結構。這兩個分子都是自然界中的遺傳分子。當然了,對於大多數哺乳動物來說,遺傳物質就是DNA,而對於RNA來說,它的作用一般都是協同人體或者動物體翻譯製造產生蛋白質。

目前來說,這兩個分子已經明確存在的星球只有地球。但是隨著天體化學家們的探索,他們找到了另一個可能存在RNA分子的星球,那就是火星。在火星上形成古代生命的可能性更有可能出現。科學家已經確定,在遙遠的星球上,形成RNA分子的條件可能恰好。

如果真是這樣,那麼生命就可以在火星上形成,與RNA世界假說相符-RNA早於今天主要存儲我們遺傳信息的DNA的想法,這是複雜進化過程中的一步。這項研究已上傳到BIORXIV上 ,尚待同行評審,但這是我們對「紅色星球」的潛力(或過去)生活的了解邁出的令人振奮的一步。

當要在火星上找到具體的生活痕跡時,我們的能力受到距離的限制,這反過來又限制了我們可用於探索和理解火星的技術。但是,我們可以做的一件事就是嘗試整理紅色星球的地球化學歷史,以確定火星是否至少好客,以及我們是否在繼續尋找合適的樹。

該RNA世界是生活在地球上的進化被廣泛接受的假設的情況。它建議單鏈RNA(核糖核酸)先於雙鏈DNA(脫氧核糖核酸)發展。RNA是自我複製的,能夠催化細胞化學反應,並且能夠存儲遺傳信息。但是它比DNA還要脆弱-因此,根據該假設,當DNA出現時,RNA被取代。

但是首先要形成RNA,則需要一定的地球化學條件。為了確定這些分子是否可能在火星上形成,由麻省理工學院的行星科學家領導的一組研究人員根據對當今地球化學的理解,對40億年前火星的地球化學條件進行了建模。

研究人員在論文中寫道:在這項研究中,我們將火星的原位和軌道觀測結果及其早期大氣的模型合成為包含一定範圍的pH值和益生元相關金屬濃度的溶液,涵蓋各種候選水環境。

然後我們通過實驗確定由於金屬催化的水解而引起的RNA降解動力學,並評估早期火星是否允許長壽命RNA聚合物的積累。火星表面上現在沒有液態水,但是各種任務獲得的地質證據表明,很久以前它只有一次。

因此,莫哈羅和他的團隊創造了幾種金屬解決方案,這些金屬被認為對火星生命中的生命至關重要,鐵,鎂和錳中所見的比例以及火星上所見的各種酸度也是如此。這些複製了許多我們認為曾經很潮溼的火星環境。

然後,研究小組將遺傳分子浸入各種溶液中,以觀察RNA降解所需的時間。他們發現RNA在弱酸性水中(pH值約為5.4)和鎂離子濃度很高時最穩定。支持這些條件的環境將是火星火山玄武巖,將受到限制。全球火星狀況可能更中性,甚至在pH值為3.2的溶液中,RNA降解速度更快。

當然,這些結果並不能最終證明RNA是在火星上形成的,特別是因為地球化學是一種猜測(一種很有根據的猜測,但仍然是一種猜測)。但是,結果確實表明這些條件可能已經存在於火星上,因此我們不能排除RNA世界假說是火星進化路徑的原因。

研究人員在論文中寫道:就可能使金屬積累到益生元相關濃度的機理而言,需要進一步的工作來進一步限制理論火星水的成分。

這裡提出的工作強調了來自可變基巖成分和假設的大氣條件的金屬和pH值對RNA穩定性的重要性,並且增進了我們對地球化學環境如何影響火星上潛在RNA世界穩定性的理解。

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    ▎藥明康德內容團隊編輯 眾所周知,人類細胞的外表面上有很多不同的蛋白質、脂質、糖蛋白。然而除了這些已知類型的分子,近日科學家們發現,人類細胞的外表面還穩定附著了一類過去鮮有人知的RNA分子。鐘聲教授解釋說,「細胞的表面分子協助了細胞的通訊和相互作用。」 因此,這一發現意味著,在細胞和細胞之間、細胞與環境之間的相互作用中,RNA分子的作用比過去認識的更大。 研究人員將這類RNA命名為膜相關胞外RNA,簡稱maxRNA。這些RNA分子既沒有封裝在任何囊泡裡,也不會輕易從細胞表面脫落。
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