NAR|缝隙中的创造:RNA链中的原初肽链合成

文摘   2024-08-25 19:30   新加坡  

神秘的起源:RNA世界的遥远呼唤

      在亿万年前的地球上,生命的曙光尚未照亮,然而,科学家们早已推测在那一片混沌之中,RNA分子或许是最早的一批“生命”的缔造者。RNA不仅仅能存储遗传信息,还能催化基本的生化反应,这种双重角色为生命的诞生提供了可能性。随着时间的推移,RNA逐渐演化出能指挥蛋白质合成的能力,标志着从化学到生物学的跃迁。然而,现代生物学的核心——中心法则——仍然难以解释这种转化的最初步骤。RNA如何首次引导肽链合成?这一直是未解之谜。

      早期研究者发现RNA催化的或RNA介导的肽链合成现象,例如一个196个核苷酸的核酶可以催化Met-Phe二肽的形成。但这些实验存在一个重要的限制:未能展示RNA序列与肽链序列之间的直接关系,未能解决从简单RNA世界到复杂核糖体机制的演化过渡。

研究新突破:缝隙中的肽链

       在这篇由《核酸研究》发表的新论文中,研究团队展示了一种在RNA双链缺口中进行肽链合成的全新机制。他们发现,通过将短链RNA寡聚物与氨基酸混合酸酐暂时退火到受体链上,可以实现氨酰基残基向双链RNA突出部分的二醇的逐步转移,最终形成氨酰酯和肽酰酯。这一发现打破了传统的观点,展示了在没有复杂酶系统的情况下,RNA分子可以自主催化并生成肽链的可能性。

       更为关键的是,这一过程具有一定的选择性。在现代生物中,氨基酸通常以L-型存在,研究表明,在此机制中,具有自由氨基的L-型氨基酸更容易参与到肽链的合成中。相反,当氨基酸被保护时,这种偏好消失。这一发现提示了现代生物体系中的L-型氨基酸偏好或许在生命起源早期就已经存在。

意义与展望:解码生命的早期之音

        这项研究为我们揭示了RNA主导的肽链合成在生命起源中的可能角色,并为如何从化学合成过渡到复杂生物过程提供了新的视角。尽管这一机制是否与现代核糖体的演化直接相关仍需进一步验证,但它为我们理解生命如何从无机物中萌发出第一缕生机提供了一个富有启发性的模型。

     通过对这些“缝隙”中肽链合成的深入研究,科学家们或许能够更好地解开生命起源的密码,并重新定义我们对早期地球化学环境的认识。在这些看似简单的RNA结构中,可能藏着亿万年前的生命密码,等待着我们去解读与还原。

文字写作:LIDA
责任编辑:er不er
文章编号:210
论文链接:https://academic.oup.com/nar/advance-article/doi/10.1093/nar/gkae702/7736799?searchresult=1#google_vignette

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