一種RNA聚合酶或成地球生命起源新解
來源:科技日報
發布時間:2021-03-23
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  生命在地球上是如何出現的?這一直是個(ge) 未解之謎。據物理學家組織網21日報道,加拿大研究人員在最新一期《科學》雜誌發布報告稱,一種核糖核酸(RNA)聚合酶在地球生命的誕生方麵發揮了重要作用。新研究為(wei) 地球生命起源之謎提供了新見解,也有助於(yu) 科學家們(men) 估算生命在其他行星上誕生的可能性。

  西蒙弗雷澤大學(SFU)分子生物學和生物化學教授皮特·昂勞的團隊一直致力於(yu) 推進RNA世界假說,以回答生命起源的基本問題。這一假說認為(wei) ,地球上的生命始於(yu) 能自我複製的RNA分子,這些RNA分子在脫氧核糖核酸(DNA)和蛋白質進化之前出現,不僅(jin) 攜帶遺傳(chuan) 信息,還能驅動生命形成所必需的化學反應——DNA和蛋白質現在在人體(ti) 內(nei) 同時發揮這兩(liang) 種功能。

  在最新研究中,昂勞團隊通過在實驗室進行一個(ge) 體(ti) 外進化過程,分離出了一種基於(yu) 啟動子的RNA聚合酶,這種酶能以RNA為(wei) 模板合成RNA。啟動子是RNA聚合酶識別、結合和開始轉錄的一段DNA序列。

  昂勞說:“這種RNA聚合酶擁有現代蛋白質聚合酶的許多特征,它可以進化從(cong) 而識別出RNA啟動子,然後複製RNA。我們(men) 的發現意味著,生命進化早期出現的同樣的RNA酶也可能表現出如此複雜的生物學特征。”

  有證據表明,RNA先於(yu) DNA和蛋白質出現。例如,人體(ti) 細胞內(nei) 製造蛋白質的“機器”核糖體(ti) 就由RNA製造而成。此外,DNA也由RNA組成。由於(yu) RNA是一種萬(wan) 能工具,可以同時發揮蛋白質和DNA的功能,這表明後來進化出現的DNA和蛋白質是一種“升級”,以增強最初由RNA支持的細胞功能。昂勞實驗室發現的聚合酶表明,RNA複製在原始生命體(ti) 內(nei) 確實可能存在。

  昂勞團隊的長期目標是在實驗室構建出一個(ge) 能自我進化的係統,為(wei) 此,他們(men) 需要創造出一種RNA聚合酶,這種酶也可以自我複製和維持,從(cong) 而更深入地了解早期RNA生命是如何形成的。

  昂勞稱:“通過在實驗室裏了解生命的基本複雜性,我們(men) 可以估算出生命出現在其他行星上的可能性,並確定火星等行星曾經存在或仍然存在生命的可能性。”

總編輯圈點

  幾十年來,一直占主導地位的生命科學理論是“RNA世界”假說。也就是說,在生命起源的早期階段,存在一個(ge) 完全由RNA分子組成的分子係統。係統的信息由RNA進行儲(chu) 存,部分具有催化功能的RNA分子催化RNA自身信息的傳(chuan) 遞及RNA分子的自我複製。這次,科研人員把“RNA世界”假說再細化了一些,認為(wei) 地球生命起源的關(guan) 鍵,在於(yu) RNA聚合酶。這種聚合酶表現出了複雜的生物特征。科研團隊試圖創造出一種具有類似功能的RNA聚合酶,就能構建起一個(ge) 微觀世界,觀察生命源起和進化。


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