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实验室中演化的化学物质可能模拟地球最早的生命

探讨RNA世界假说,以及自我复制的分子如何暗示近期突破性研究中的生命起源。

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通过调整RNA的化学链,研究人员在理解生命如何在我们的星球上首次进化方面又迈进了一步。

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美国科学家创造了一个基于试管的化学物质系统,它们展现出类似生命的特性,如无限的自我复制、突变和适者生存……“这是尽头,化学开始转变为生物学”[Chemistry World]

研究员杰拉尔德·乔伊斯(Gerald Joyce)说道。研究人员之前曾创造出能自我复制一段时间后停止的RNA链,但这次实验首次创造了能够无限期自我复制的RNA链,从而创造了允许进化的条件。

在现代世界,DNA携带高级生物的遗传序列,而RNA则依赖DNA执行其角色,例如构建蛋白质。但关于生命起源的一个重要理论,称为RNA世界模型,认为由于RNA既能作为基因又能作为酶,因此RNA可能先于DNA和蛋白质出现,并作为生命的祖先分子[Astrobiology Magazine]。

在《Science》杂志(需要订阅)报道的实验中,乔伊斯和他的研究生特蕾西·林肯(Tracey Lincoln)着手测试RNA世界假说。他们创建了成对的酶,这些酶只能在对方的帮助下繁殖,并将它们放在一个含有RNA片段的池子里,这些RNA片段可以被酶用来构建新的链。酶开始忙于复制,但有时酶在组装链时会出错,出现“突变”。

大多数这些突变很快就消失了,但是——听起来是否熟悉?——一些变化最终对化学物质更好地复制是有利的。经过77次化学物质的倍增,分子汤中发生了惊人的变化。“所有原始复制体都灭绝了,取而代之的是新的重组体,”乔伊斯说。“没有一个赢家。有一大群赢家,但出现了三个突变体,它们几乎主导了整个种群”[Wired News]。

但专家表示,这项实验并未解决地球生命起源的问题,因为某些未知类型的自我复制分子必须早于RNA链存在。相关内容:80beats:毁灭性的陨石撞击可能创造了地球最早的有机分子 80beats:1953年一项实验的新结果提供了生命起源的线索 80beats:地球最古老的钻石可能显示最早生命的证据 DISCOVER:生命是在冰中进化的吗? DISCOVER:浸泡烘烤生命起源说 DISCOVER:第一个细胞图片:iStockphoto

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