科学家创造自我复制分子,解释生命如何开始

时间:2019-05-15 09:50       来源: 霓虹新闻站

为了弄清楚大约40亿年前生命最初是如何繁盛起来的,科学家们创造了一种全新的基因复制系统,生成实际上可以自我复制的分子。关于海洋生命起源的最有说服力的论点之一是以RNA为基础的,RNA实际上是DNA的单链。与DNA类似,RNA由单个碱基对组成,可以包含遗传信息。据认为,这些分子可能是DNA的前体,形成于深海海底的通风口。但是为了让一段DNA(在这种情况下是RNA)自我复制,它需要酶的帮助。之前已经发现,一些RNA链可以折叠成三维形状,形成类似酶的结构,称为核酶,这些结构可以成功地读取和复制其他RNA链。

然而,矛盾的是,这些核酶由于其折叠结构而无法读取和自我复制,导致了某种类似鸡和鸡蛋的情况。现在,研究人员说,他们第一次能够开发出一种能复制折叠链的核酶,包括它自身的复制。。这是了解第一次生命如何在数十亿年前的海洋中从不同分子的混合物中诞生的重要一步。菲利普·霍利格博士(Dr Philipp Holliger)说:“通过重新思考如何解决这个问题,我们找到了解决RNA复制悖论的方法,我们不再试图模仿现有的生物学,而是设计了一种全新的合成策略。令人兴奋的是,我们的RNA现在可以自我合成了。”通常通过逐个添加单个碱基对来复制RNA链。但是研究人员对此进行了调整,看看如果核酶一次增加三个碱基对会发生什么。他们的发现令人印象深刻。虽然添加单个碱基对使得核酶不可能复制一个折叠的RNA片段,但如果核酶一次添加三个碱基对,三重态将与RNA紧密结合,以至于迫使它展开,使其能够被复制。这意味着核酶可以自我复制,从而解决这一悖论。

研究人员认为,如果“原始汤”含有不同长度的碱基对,那么这可能有助于在早期海洋中开始生命。虽然研究人员在-7°C下进行了这项实验,以浓缩RNA,但他们现在想探索的是,他们是否能够在更多样化的化学组合中取得同样的效果,更类似于生命开始时的海洋。

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