地球生命真的起源于“RNA世界”吗？学术资讯

地球生命的起源故事也许将被一项新研究改写。近日，美国斯克里普斯研究中心的化学家们在《德国应用化学》杂志上发表论文称，一种名为磷酸二胺（DAP）的简单化合物在生命出现之前似乎就已经存在于地球上，它可以用化学方法将脱氧核糖核苷构建为原始的DNA链。

新发现表明，DNA和RNA可能是类似化学反应的产物，第一批自我复制的分子就是这两种物质的混合物。这不仅回答了地球生命起源的重要问题，还为探索自我复制的DNA-RNA混合物如何在原始地球上进化、传播并最终形成更成熟的现代生物铺平了道路。

论文通讯作者、斯克里普斯研究所的化学副教授Ramanarayanan Krishnamurthy博士说：“我们一直想建立地球最初生命形式起源的详细化学模型，这一发现是我们迈出的重要一步。”

几十年来主导生命起源的化学假说（“RNA世界”假说）认为，RNA是初代复制因子的基础，DNA则是后来RNA生命形式的产物。但Krishnamurthy等人认为，虽然RNA可以很好地利用核糖核苷形成互补链，但它们不太善于从模板链中分离并复制其他新链。也就是说，由于“粘性”太强，RNA无法完成生命基础的自我复制。

在新研究中，研究人员指出，DNA和RNA的“嵌合”链也许能够解决这个问题，它们可以用一种“不太粘”的方式来制造互补链，彼此相对容易分离。而此前科学家们已经证实，RNA和DNA的组成部分（核糖核苷和脱氧核糖核苷）在地球早期生态中很可能在非常相似的化学条件下产生。由此，生命起源于DNA-RNA混合物的说法有了坚实的理论支撑。

另外，研究人员在2017年曾报告称，有机化合物DAP可能发挥了关键作用，它会修饰核糖核苷酸，并将其串成RNA链。第一批RNA链就此诞生。新研究表明，在类似条件下，DAP也可以“加工”DNA。当脱氧核糖核苷为不同碱基混合物时，DAP与脱氧核糖核苷的反应效果更好。

Krishnamurthy说：“我们更好地理解了产生初代RNA和DNA的原始化学反应，现在我们还可以将其用于混合DNA和RNA构建模块，看看形成了哪些嵌合分子，这些分子又能否自我复制、进化。”研究人员还指出，这项工作可能有广泛的实际应用前景。用于COVID-19检测的“PCR”技术使用了一种相对脆弱的酶来人工合成DNA和RNA，存在许多局限性。因此，用不含酶化学方法制造DNA和RNA将更具吸引力。

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编译：花花

审稿：西莫

责编：陈之涵

期刊来源：《德国应用化学》

期刊编号：1433-7851

原文链接：

https://phys.org/news/2020-12-discovery-boosts-theory-life-earth.html