科學(xué)前沿觀(guān)天下 篤學(xué)明理洞寰宇
大多數科學(xué)家都認為：地球生命存在之前，是核糖核酸（RNA）“統治”著(zhù)世界。也就是RNA才是生命的源頭，也是唯一的遺傳物質(zhì)，即“RNA世界假說(shuō)”。但是，一些科學(xué)家們對這一理論產(chǎn)生質(zhì)疑，認為忽略了RNA的“表親”——脫氧核糖核酸（DNA）。
半個(gè)世紀以來(lái)，生物學(xué)家對“RNA世界假說(shuō)”的理論充滿(mǎn)信心，認為世界上第一個(gè)細胞的產(chǎn)生就歸因于RNA的某種化學(xué)反應，因為生物化學(xué)的理念本身就可歸結為DNA、RNA和蛋白質(zhì)之間的相互作用，而RNA的簡(jiǎn)單結構與高生物活性確實(shí)有可能通過(guò)自我復制獨立完成世界上第一次生化反應。
但是，RNA世界假說(shuō)并不是唯一合理的理論。例如，蛋白質(zhì)也可以實(shí)現自我復制，更不用說(shuō)DNA了。目前，來(lái)自英國和美國的化學(xué)家已經(jīng)證明了在原始環(huán)境中構建RNA和DNA的可能性，并展示了如何通過(guò)幾個(gè)簡(jiǎn)單的步驟將RNA轉化為DNA分子，且這個(gè)簡(jiǎn)單的過(guò)程中不需要添加任何酶。這一發(fā)現迫使科學(xué)家對生命起源進(jìn)行重新的思考。
來(lái)自美國斯克里普斯研究所的Ramanarayanan Krishnamurthy表示：“一些新發(fā)現表明人們在探尋地球生命起源時(shí)受到了RNA世界假說(shuō)錯誤的誘導暗示，事實(shí)證明該假說(shuō)可能并不合理?！?/p>
Krishnamurthy認為，單純的RNA演化成DNA的過(guò)程中可能會(huì )形成某種雜合分子，在這個(gè)交接期內，DNA和RNA都在執行類(lèi)似的自我復制任務(wù)。但研究人員發(fā)現，這種雜合分子不如單純的RNA和DNA分子鏈穩定。于是科學(xué)家們產(chǎn)生了一個(gè)疑問(wèn)：為什么復雜的高級生物一定要從RNA中發(fā)展而來(lái)呢？
?對于這個(gè)疑問(wèn)，一個(gè)可能的答案是：根本沒(méi)有純粹的RNA世界起源，而是RNA和DNA兩種分子之間相互競爭，直到DNA從中勝出，并成為最終指導生命演化的物質(zhì)。但這些豐富的DNA分子又來(lái)自哪里呢？Krishnamurthy認為，很可能來(lái)自硫脲（CH4N2S）這種含硫化學(xué)物質(zhì)。
科學(xué)家已經(jīng)證明，硫脲可能在幾個(gè)演變階段中反應形成脫氧腺苷，而脫氧腺苷是DNA分子的骨架，與遺傳密碼的一個(gè)堿基相連接。研究人員認為類(lèi)似的過(guò)程還可以產(chǎn)生脫氧核糖。
RNA世界假說(shuō)、小行星假說(shuō)、神創(chuàng )論…對于地球生命起源的議題而言，至今沒(méi)有一個(gè)定論。在今天的生命形式中，DNA-RNA-Pro早已形成了一個(gè)相互依存、無(wú)法割裂的循環(huán)，難以甄別誰(shuí)才是生命演化的起點(diǎn)。
作者/朱張航宇
參考文獻：Prebiotic phosphorylation of 2-thiouridine provides either nucleotides or DNA building blocks via photoreduction, Nature Chemistry (2019)
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