RNA分子進化的首個經驗證據出現
來源:科技日報
發布時間:2022-03-24
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  日本東(dong) 京大學研究人員首次根據達爾文進化論創造出一種可複製、具有多樣化和發展複雜性的RNA分子。這提供了第一個(ge) 經驗證據,證明簡單的生物分子可導致複雜且逼真係統的出現。

  我們(men) 從(cong) 哪裏來是有關(guan) 生命的大問題,幾十年來,一種假設是RNA分子(對細胞功能至關(guan) 重要)一直存在於(yu) 原始地球上,可能與(yu) 蛋白質和其他生物分子一起存在。然後在大約40億(yi) 年前,它們(men) 開始自我複製,並從(cong) 簡單的單一分子發展成多樣化的複雜分子。這種循序漸進的變化可能最終導致了我們(men) 所知的生命的出現,包括一係列美麗(li) 的動物、植物以及介於(yu) 兩(liang) 者之間的一切。

  盡管對這一理論進行了很多討論,但很難在物理上創建這樣的RNA複製係統。在《自然·通訊》上發表的一項最新研究中,東(dong) 京大學藝術與(yu) 科學研究生院團隊解釋了他們(men) 如何見證了從(cong) 化學係統向生物複雜性的轉變。

  項目助理教授水內(nei) 亮說:“我們(men) 發現單一的RNA物種進化成一個(ge) 複雜的複製係統:一個(ge) 由五種類型的RNA組成的複製網絡,具有不同的相互作用,支持長期設想的進化過渡場景的合理性。”

  水內(nei) 亮評論道:“我們(men) 最初懷疑如此多樣化的RNA能否進化和共存。在進化生物學中,‘競爭(zheng) 排斥原則’指出,如果多個(ge) 物種競爭(zheng) 相同的資源,它們(men) 就不能共存。這意味著分子必須建立一種方法,一個(ge) 接一個(ge) 地使用不同的資源,以實現持續的多樣化。它們(men) 隻是分子,所以我們(men) 想知道非生物化學物質是否有可能自發地發展出這種創新。”

  根據水內(nei) 亮的說法,“與(yu) 生物有機體(ti) 相比,我們(men) 的分子複製係統的簡單性使我們(men) 能夠以前所未有的分辨率檢查進化現象。在我們(men) 的實驗中看到的複雜性的演變僅(jin) 僅(jin) 是個(ge) 開始。隨著生命係統的出現,應該會(hui) 發生更多的事件。”

  雖然仍有許多問題需要回答,但這項研究為(wei) 早期RNA複製器在原始地球上采取的可能進化路線提供了基於(yu) 經驗的進一步洞察。正如水內(nei) 亮所說:“結果可能是解決(jue) 人類數千年來一直在問的終極問題的線索——生命的起源是什麽(me) ?”

  總編輯圈點:

  根據已知提出假設,進而對假設進行驗證,這是進行自然科學研究的重要方法。不過有些科學問題,比如生命如何起源,恒星如何演變等等,由於(yu) 實際場景無法複製或還原,相關(guan) 假設很難進行直接驗證。於(yu) 是,科學家們(men) 便想方設法創造出各種人工模擬係統,間接對科學假設進行驗證,這未嚐不是個(ge) 好辦法。上述研究就是一個(ge) 很好的例子。



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