我们这个星球上最大的谜团之一是,毫无生气的化学物质混合物如何转变成了第一个活细胞。关于这一切发生的地点,存在几种相互竞争的理论,从冰冻的极地冰盖到超热的海底热泉。但大多数科学家同意的一点是,除非出现能够自发复制的分子,否则生命无法开始。
RNA世界
几十年来,RNA世界假说提出RNA就是那种分子,并且在DNA和蛋白质进化之前就已经大量存在。这种RNA必须能够存储遗传信息,并能构建新RNA链等东西。
然而,这种观点存在一个主要问题:我们所知道的能够复制其他RNA分子的RNA分子又大又复杂。这意味着它们在原始汤中自发形成的可能性极低。
但一个新的候选者出现了,或许能解决这个难题。在英国医学研究理事会分子生物学实验室,Philipp Holliger的团队在《科学》期刊上发表的一项研究报告了一种名为QT45的小型RNA分子的发现。
他们在搜索了一个包含12万亿个随机RNA序列的庞大文库后发现了它。他们寻找任何可以作为聚合酶(一种分子构建者)的RNA片段。当团队找到几个有希望的候选者后,他们对它们进行了分子版的"适者生存"测试。他们让它们在日益严苛的条件下构建越来越长的链。QT45脱颖而出。
重现突破
随后,科学家们在由冰晶和液体组成的、混有盐分的泥泞混合物中进行实验,以模拟早期地球的条件。在这个实验室环境中,仅由45个核苷酸组成的QT45证明了自己可以作为聚合酶。它构建了一条互补的RNA链,然后用那条链作为模板,创造出一个全新的副本。
"我们的研究表明,RNA复制所需的复杂功能,都可以由仅有45个核苷酸的RNA基序执行。"研究人员在论文中评论道。
根据研究作者的说法,如果如此微小的分子都能执行像构建新链和自我复制这样的复杂任务,那么能启动生命的分子可能比想象中更常见。
"在小型RNA基序中发现聚合酶活性表明,聚合酶核酶在RNA序列空间中的丰富程度比以前认为的要高。"(生物谷Bioon.com)
参考文献:
Edoardo Gianni et al, A small polymerase ribozyme that can synthesize itself and its complementary strand, Science (2026). DOI: 10.1126/science.adt2760.