RNA 中微小的化学差异可以帮助解释生命的起源

微小的化学差异使得 RNA 在高温和酸性条件下比 DNA 更能形成液体状液滴。生命起源研究中最大的难题之一出现在第一个细胞出现之前:RNA 分子如何在没有细胞区室容纳的情况下聚集在一个地方、相互作用并帮助产生早期生命 [...]

来源:SciTech日报

微小的化学差异使得 RNA 在高温和酸性条件下比 DNA 更能形成液体状液滴。

生命起源研究中最大的难题之一出现在第一个细胞出现之前:RNA 分子如何在没有细胞区室将它们聚集在一起的情况下聚集在一个地方、相互作用并帮助产生早期生命?

如果没有这些边界,脆弱的 RNA 分子将很难在原始汤中频繁地相遇,同时还能在被认为是早期地球特有的炎热和酸性条件下生存下来。

一种可能的解决方案是 RNA 能够聚集成类似液体的液滴(称为冷凝物)。这些结构没有膜,但它们可以将 RNA 分子集中在狭小的空间中,为它们提供更多相互作用的机会,同时可能提供一些免受恶劣环境影响的保护。

由布法罗大学领导的研究现在正在帮助解释为什么 RNA 特别能够形成这些液滴。这项发表在《自然通讯》上的研究发现,随着温度升高,RNA 和 DNA 之间非常小的化学差异有助于 RNA 更容易组装成液滴。同样的差异也使得液滴更有可能发展成刚性的凝胶状网络。

“这些发现首次揭示了分子化学中极其微小的变化如何能够控制更大的自组织生物分子结构(如 RNA 凝聚体)的出现,”该研究的主要通讯作者、布法罗大学物理系二十世纪俱乐部教授 Priya R. Banerjee 博士说。 “它们可以让我们最终解决更深层次的问题,比如这些凝聚物是否有助于弥合简单分子和最早的生命形式之间的差距。”

RNA 液滴可以解决益生元问题

研究人员基于这一发现,直接比较 RNA 和含有基本相同序列的单链 DNA。

一个氧原子改变缩合