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“RNA 可以做我们以前从未见过的事情”:新研究挑战了有关 RNA 在生命之初所做的事情的假设
RNA 可以折叠成比科学家想象的更复杂的结构,这引发了人们对这些 3D 结构在地球生命开始时有多重要的疑问。
来源:LiveScience长期以来,科学家们认为,当 RNA 于 40 亿年前在地球上启动生命时,它只能形成小型、简单的结构。但新的研究表明,天然存在的 RNA 分子也可以采用大型、复杂的几何形状,如丝状和笼状。现在,科学家们想知道这些结构是否在生命之初就存在。
根据一种被称为 RNA 世界假说的观点,基于 RNA 的生命形式先于使用 DNA 和蛋白质的现代生命形式。RNA 是 DNA 的分子表亲,仍然在现代细胞中发挥作用,但不作为主要遗传物质。相比之下,原始物种使用 RNA 来存储遗传信息并作为替代酶来催化反应。
蛋白质最终以酶的形式占据主导地位,也许是因为它们可以比 RNA 折叠成更多样的形状。这是因为蛋白质由 20 种亚基(称为氨基酸)组成,每种亚基都有独特的结构,而 RNA 仅由 4 个亚基(称为核苷酸)组成,它们都具有相似的形状。
科学家们最初认为只有蛋白质的多样性足以组装成大型结构,但一篇新论文证明,RNA——尽管其种类更加有限——也有能力形成这些大型结构。该研究已于 7 月 1 日发布到预印本服务器 bioRxiv 上,尚未经过同行评审。
“我们证明 RNA 可以做我们以前从未见过的事情,”该研究的共同作者、中国中山大学的 RNA 生物学家 Lin Huang 说。 “这表明在生命起源时,RNA 可以组装成各种形状,”他告诉 Live Science。
在筛选了一组 RNA 序列后,研究人员发现了由噬菌体(感染细菌的病毒)编码的 RNA 分子家族,这些噬菌体形成了这些环。他们在实验室纯化了其中几个 RNA 分子,让它们在培养皿中组装,然后使用冷冻电子显微镜捕获它们的结构。
(图片来源:黄林)
