一種簡單化合物,推動 RNA-DNA 生命起源

作者 | 發布日期 2021 年 01 月 04 日 10:35 | 分類 自然科學 Telegram share ! follow us in feedly


地球生命起源始終為人津津樂道,根據 RNA 世界學說(RNA world hypothesis),地球早期生命分子應該先以 RNA 出現,隨後才有蛋白質和 DNA。不過最近科學家新發現一種簡單的化合物 diamidophosphate(DAP),在生命出現之前就已存於地球上,很可能是促進原始 DNA 鏈形成的幕後幫手。

在構成所有生命的基礎上(包括信息複製系統、能量代謝體系),RNA、DNA、蛋白質這三種生物大分子相互合作、缺一不可,而科學家提出這三者中最關鍵的原始分子,應該是具有催化性質、可自我複製的 RNA,稱為 RNA 世界學說。

然而斯克里普斯研究所(Scripps Research)化學副教授 Ramanarayanan Krishnamurthy 團隊對此假設提出質疑,理由是 RNA 分子可能太「黏」而無法成為第一個能自我複製的分子。RNA 鏈擅長吸引其他單個 RNA 分子黏附其上,卻不擅長分離,現代生物體內有酶可迫使 RNA 或 DNA 雙鏈分離從而實現複製目的,但酶是在 RNA 之後才出現的產物,科學家還不清楚在沒有酶的體系如何做到這一點。

而 Ramanarayanan Krishnamurthy 團隊新研究表明,關鍵很可能是一種稱為 diamidophosphate(DAP)的簡單化合物。DAP 可以促進脫氧核糖核苷緊密結合形成原始 DNA 鏈,而在早期地球化學條件非常相似的情況下,或許因此形成 RNA 和 DNA 的嵌合混合物,這個 DNA-RNA 原始分子鏈帶有 2 種遺傳訊息,也就是說生命起源很可能是 RNA 與 DNA 的合作,而不僅僅是 RNA 單打獨鬥。

如此一來,就可解釋沒有酶的原始 RNA 複製途徑,由於 RNA 鏈的「黏性」減少了,就像你可以輕鬆將兩根冰棒分開一樣。

新論文發表在《Angewandte Chemie》(期刊)。

(首圖來源:斯克里普斯研究所