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生命起源于哪里?地球最初生命或出现于冰

  

  生命起源于哪里?

  新科学家报道,如果你认为生命进化于温泉,那么你需要再三思了。目前科学家已经创造出能够复制比自身更长的RNA链的RNA片段,这支持了生命是基于自我复制的RNA, 而非DNA的观点。此外,它们工作的理想场所是寒冷的环境,这暗示着生命开始于冰。

  RNA是万能的,它和DNA一样能够存储遗传物质,它还能催化化学反应。因此,很多人认为它是最初生命的基础。如果事实的确如此,那么早期的有机体必须具备由RNA创造的酶,从而复制它们的RNA基因组。但目前科学家并未发现任何已知的RNA酶能够复制与自身长度相当的RNA链,而没有了这种酶RNA有机体无法存活太长时间。

  为了发现这种酶,英国剑桥分子生物学实验室的菲利普·霍利斯特(Philipp Holliger)创造了RNA序列库并仔细检查它们复制其它RNA的能力。2011年,他的研究小组创造了能够复制96个核苷酸长度的RNA序列的酶,他们发现这样的酶在寒冷环境里工作的更好。

  他们最新的创造则有了更进一步的突破。“它使得RNA足够大到能够自我编码。” 霍利斯特说道。“这种自我复制完全有可能发生。”RNA酶是202个核苷酸长,能够制造206个核苷酸长度的RNA, 即使是在-17摄氏度的环境。

  至关重要的是,这种酶目前还无法自我复制。主要的障碍似乎是折叠的结构,使得它无法复制其它RNA。复制DNA的酶也具有相同的问题:DNA是折叠的,因此它需要使用工具将它拉开。霍利斯特希望能够添加这一功能。

  RNA酶在寒冷温度下的有效性暗示了冰对于最初生命的开始起着至关重要的作用。当RNA和金属离子混合物冻结时,日益变大的冰晶吸收了水分,留下了小块RNA口袋和浓缩的盐。RNA复制发生在这些口袋里。“这有点类似人造细胞,” 霍利斯特说道,这可能就是进化开始的地方。

  “它制造了一个值得我们思考的寒冷RNA世界,”RNA专家、美国马里兰州贝塞斯达国家心脏、肺和血液研究所的艾德里安·费雷-德安玛丽(Adrian Ferré-D'Amaré)说道。然而,这一理论也存在缺陷。在寒冷的温度,RNA链往往会依附在一起,从而导致RNA复制后很难将它们分开。原始生命需要变暖以分离这些RNA链,美国哈佛医学院的杰克·索斯达科(Jack Szostak)说道。“生命无法生活在持续寒冷温度的环境里。”

  霍利斯特认为这十分正确,但也存在弥补的方法。“冰时刻都在冻结和融化,因此你可以想象RNA复制可以周期性的轻松闭合和释放,从而使得RNA的传播变为可能。” 索斯达科还指出酶可能偶尔制造长的RNA链,“我想我们距离获得自我复制的酶性核酸还有很长一段路要走。”(

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