近日，美國斯克里普斯研究所科學家在化學研究領(lǐng)域核心期刊《德國應(yīng)用化學》上發(fā)表論文稱，一種名為苯基磷二酰胺(DAP)的簡單化合物在生命出現(xiàn)之前可能就已存在于地球上，它可以通過化學手段將名為脫氧核苷酸的微小DNA結(jié)構(gòu)單元編織在一起，形成原始的DNA鏈。

該發(fā)現(xiàn)指出了DNA與RNA作為相似化學反應(yīng)的產(chǎn)物一起出現(xiàn)的可能性，而第一批自我復制的分子，即地球上第一批生命的形式，正是這兩種分子的混合體。近幾十年來，“RNA世界”假說在生命化學領(lǐng)域一直占據(jù)主導地位，該假說認為早期生命分子完全基于RNA，而DNA僅在后來作為RNA進化的產(chǎn)物才出現(xiàn)。而本次發(fā)現(xiàn)對該假說提出了挑戰(zhàn)，進一步解釋了地球生命是如何起源的這一古老問題。

一條RNA鏈可以吸引其他單個RNA結(jié)構(gòu)單元，黏附在RNA鏈上形成一種鏡像鏈。如果新鏈可以脫離模板鏈，并開始通過相同的過程作為模板結(jié)合其他新鏈，那么它就實現(xiàn)了構(gòu)成生命的自我復制的“壯舉”。

然而RNA鏈可能擅長結(jié)合互補鏈，但卻不太擅長與這些鏈分離。現(xiàn)代生物體產(chǎn)生的酶可迫使RNA(或DNA)雙鏈分開成兩條，從而實現(xiàn)復制，但目前尚不清楚在沒有酶的世界里如何做到這一點。

該研究資深作者、斯克里普斯研究所化學副教授克里希納穆爾蒂指出，部分DNA和部分RNA的“嵌合”分子鏈或解決了這個問題，因為它們可以一種黏性較小的方式結(jié)合互補鏈，從而使它們相對容易分離。

在過去的研究中，科學家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，簡單的核糖核苷酸和脫氧核糖核苷酸(分別是RNA和DNA的構(gòu)成單元)，可能是在早期地球非常相似的化學條件下產(chǎn)生的。有機化合物DAP起到了修飾核糖核苷酸，并將它們串在一起形成第一條RNA鏈的關(guān)鍵作用。而此次研究表明，在類似條件下，DAP也可以對DNA起到同樣作用。

這一發(fā)現(xiàn)為更廣泛地研究自我復制的DNA-RNA混合物如何在原始地球上進化和傳播，構(gòu)建更完善的現(xiàn)代生物學鋪平道路。

總編輯圈點

RNA真的獨自完成了生命起源的關(guān)鍵任務(wù)嗎?近些年來，大量證據(jù)表明RNA和DNA可能幾乎同時出現(xiàn)在最初的生命形式中，隨后很快，二者又憑借各自的優(yōu)勢和缺陷進行了合理又明確的“分工”：DNA負責遺傳信息長期穩(wěn)定的存儲，RNA則負責遺傳信息的短期存儲和運輸，以及制造蛋白質(zhì)——就像人們今天在細胞中看到的那樣。而在“零”的起點上，或許仍是RNA和DNA兩個必不可少的因素共同協(xié)作，才有了今天地球上的生機勃勃、生命不息。(張佳欣)