挑戰(zhàn)早期生命分子基于RNA假說
地球首批生命形式或由RNA-DNA混合產生
近日，美國斯克里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(fā)表論文稱，一種名為苯基磷二酰胺(DAP)的簡單化合物在生命出現之前可能就已存在于地球上，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(fā)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，而第一批自我復制的分子，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占據主導地位，該假說認為早期生命分子完全基于RNA，而DNA僅在后來作為RNA進化的產物才出現。而本次發(fā)現對該假說提出了挑戰(zhàn)，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，并開始通過相同的過程作為模板結合其他新鏈，那么它就實現了構成生命的自我復制的“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，從而實現復制，但目前尚不清楚在沒有酶的世界里如何做到這一點。
該研究資深作者、斯克里普斯研究所化學副教授克里希納穆爾蒂指出，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(fā)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，并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(fā)現為更廣泛地研究自我復制的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。
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，隨后很快，二者又憑借各自的優(yōu)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(wěn)定的存儲，RNA則負責遺傳信息的短期存儲和運輸，以及制造蛋白質——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(xié)作，才有了今天地球上的生機勃勃、生命不息。(實習記者 張佳欣)
關鍵詞： 地球首批生命形式
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