日研究团队展示连续RNA合成反应

军工资源网 2026年03月09日

据日本《产经新闻》网站3月1日报道,作为生命之源、携带遗传信息的核酸分子是如何在地球上出现的?来自日本东北大学和日本海洋研究开发机构的研究团队,向破解生命起源的最大谜团之一发起了挑战。

他们在实验室中重现了原始地球的环境,并在相同的反应条件下,首次向世界展示了原材料如何分阶段链接成核糖核酸(RNA)。火山活动活跃时期的海岸可能成为孕育分子的温床。这项实验向着将生命最初诞生的瞬间从想象变为现实又近了一步。

地球诞生于大约46亿年前,生命大约在38亿年前就已经存在于地球上。目前有两种理论:一种认为孕育生命的物质来自太空,另一种认为它们就来自地球上的物质。然而,无论哪种理论,地球都被认为是构成生命起源的物质聚集的场所。

构成生命基础的物质是核酸,它是携带遗传信息的设计图纸。它由四种碱基、磷酸(磷和氧的结合物)以及核糖组成,以链状结构连接在一起。碱基的排列顺序代表着遗传信息,就像文字一样。核酸有两种类型:一种是脱氧核糖核酸(DNA),它由两条链组成,呈螺旋状结构;另一种是单链RNA。如今地球上的大多数生命通过两种核酸分工协作来维持其重要功能,即DNA储存遗传信息,RNA则复制这些信息并在细胞器中合成蛋白质。另一方面,人们认为在生命最初出现在地球上时,这种分工机制并不像今天这样完善。

支持这一理论的是“RNA世界假说”,即DNA最初并不存在,RNA既是传递遗传信息的设计图纸,也是合成蛋白质的“执行者”。

根据这一假说,原始地球上最早的生命利用RNA自身作为催化剂进行自我复制,从而通过爆炸性的自我复制来增殖。为了实现大规模复制,一些RNA会在复制过程中发生错误,导致遗传信息发生改变。然而,那些稳定且易于复制的个体得以存活并进化,从而展现出生命的基本循环。

在现代细胞中,自我复制通常由酶完成。然而,我们已知存在RNA作为催化剂的例子,这支持了RNA在原始地球上发挥关键作用的可能性。但是,该假说存在一个缺陷:尚未证实原始地球上RNA的组装场地和方式。为了弥补这一空白,研究团队尝试在早期地球的假想环境中,通过实验重现了通向RNA的化学反应路径。(编译/刘林)


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