北京時間4月23日消息，據國外媒體報導，一項由科羅拉多大學博爾德分校和米蘭大學共同完成的新研究稱，在大約四十億年前，類似脫氧核糖核酸(DNA)的分子片段可能通過自組裝的方式，形成重複的長鏈分子，並最終成為原始生命的基礎。儘管對古礦物質組成的研究已經為35億至38億年前(地殼穩定之後約5億年時)的細菌演化提供了部分證據，但在這些單細胞出現之前發生的事情，依然是一個未解之謎。
圖片顯示的一滴濃縮的納米-DNA，其中含有偏振光下才能看到的液晶滴(左側)。這些液晶滴扮演著「微反應器」的作用，短鏈DNA可以在沒有生物學反應的情況下自組裝形成長鏈的聚合物。
論文共同作者、科羅拉多大學博爾德分校的物理學教授諾爾·克拉克(Noel Clark)介紹，此次的新研究揭示了核酸的非生物起源中一個重要的階段，而核酸正是生物有機體的基礎。
該研究由米蘭大學的託馬索·貝利尼(Tommaso Bellini)主持，論文發表在近期的《自然-通訊》(Nature Communications)雜誌上。
20世紀80年代，科羅拉多大學博爾德分校的傑出教授、諾貝爾化學獎得主託馬斯·切赫(Thomas Cech)發現核糖核酸(RNA)能通過化學方式改變自身結構，他和同事們發展了「RNA世界學說」，即原始生命來自一個RNA鏈「池」，能夠利用環境中已有的簡單分子合成長鏈分子。諾爾·克拉克稱，目前大多數生命起源研究者的意見認為，RNA鏈太過特化，因而不可能是隨機化學反應的產物，新的研究提供了更加合理的解釋。
新研究揭示了DNA片段的自組裝機制，這些片段只有幾納米長，能組裝成有序的液晶相，這些液晶相組合體具有驅動化學鍵形成，並連接短鏈DNA形成長鏈分子的能力。這一過程無需生物學反應。液晶是物質介於液體和固態晶體之間的一種形態，它能像液體一樣流動，但其分子排列更像固態晶體。
近幾年來，該研究團隊一直致力於探索DNA在早期地球如何出現的假說。該假說認為，DNA的出現方式與其結構特徵和自組織的機制有關。在「前RNA世界」(pre-RNA world)，核酸分子(DNA和RNA)片段的自發組裝可能為後來的聚合物——由大量重複的單元組成——形成提供了模板。
克拉克說：「新發現顯示，在合適的化學條件下，小的DNA片段可以自發組裝成許多短的雙鏈分子，併合成更長的聚合物，從而為RNA世界提供一個RNA前體路徑。」