早期地球RNA自我複製過程重現

科技日報訊 （記者張夢然）英國倫敦大學學院和劍橋MRC分子生物學實驗室的化學家在新一期《自然·化學》雜誌上發表的研究成果，展示了RNA在早期地球環境中如何自我複製，這一過程被認為是生命起源的關鍵。該成果為理解生命起源提供了重要見解，併為未來研究奠定了基礎。

在最早的生命形式中，遺傳信息是由RNA鏈攜帶並複製的，直到DNA和蛋白質出現並取代其地位。然而，在實驗室環境中重現這種簡單而原始的RNA複製過程一直是個挑戰，因為RNA傾向於形成雙螺旋結構，這種結構阻礙了其自身的複製。

團隊此次發現，通過使用水中的三聯體RNA單元，並結合酸性和加熱條件，可以有效地分離RNA雙螺旋結構。接着，溶液被中和並冷凍。在冰晶間的液態微區裏，團隊觀察到這些三聯體單元覆蓋了RNA鏈，阻止了它們重新連接，從而使複製成為可能。經過反覆的解凍與循環，利用pH值和温度的變化，RNA得以持續複製，生成足夠長且具有生物功能的RNA鏈，為生命的誕生鋪就了道路。

生命區別於純粹化學反應的地方在於信息的存在，這是一種編碼在遺傳物質中的分子記憶，能夠代代相傳。團隊此次則強調了複製作為生物學基礎的重要性，並提到早期生命可能是由RNA分子驅動的。儘管如此，他們所用的三聯體RNA單元並不見於現代生物學中，但它們極大地簡化了複製過程。

此外，該研究還表明，雖然高濃度的RNA可通過蒸發來實現，但在高温下RNA分子變得不穩定，更易分解。因此，淡水而非鹽水環境，可能是早期地球上RNA複製的理想場所。

這項工作不僅限於化學層面，它還模擬了可能存在於淡水池塘或湖泊中的自然條件，特別是在地熱活躍地區。同時，團隊也在探索與生命起源相關的其他分子，包括氨基酸、肽、簡單脂質以及某些維生素的前體，試圖揭示從簡單的化學反應到複雜生命形式演化的完整路徑。