RNA聚合酶新解或地球生命起源
加拿大研究人員21日在最新一期的"科學"(Science)雜志上報道,"地球上的生命是如何出現的?這一直是一個尚未解開的謎團。核糖核酸聚合酶(RNA)聚合酶在地球上生命誕生的過程中發揮了重要作用。這項新研究為探索地球生命起源的奧秘提供了新的視角,并幫助科學家們評估了在其他星球上誕生生命的可能性。
西蒙弗雷澤大學(simon Fraser University in(SFU))的分子生物學和生物化學教授彼得·翁洛(Peter Onlow)一直致力于推進RNA世界假說,以回答有關生命起源的基本問題。這一假說認為,地球上的生命始于自復制的RNA分子,這些分子出現在脫氧核糖核酸(Dna)和蛋白質進化之前,不僅攜帶著遺傳信息,而且還推動了生命形成所需的化學反應--DNA和蛋白質現在都在人體中發揮著這兩種功能。
在最新的研究中,Onlao團隊通過實驗室的體外進化,分離出一種基于啟動子的rna聚合酶,該聚合酶可以以rna為模板合成rna。啟動子是一種dna序列,RNA聚合酶識別、結合并開始轉錄。
這種RNA聚合酶具有現代蛋白質聚合酶的許多特性,可以進化到識別RNA啟動子,然后復制RNA,"Onlow說。我們的發現意味著,在生命進化的早期階段出現的相同的RNA酶也可能具有如此復雜的生物學特性。
有證據表明,RNA先于DNA和蛋白質。例如,在人類細胞中制造蛋白質的"機器"核糖體是由RNA制造的。此外,DNA也是由RNA組成的。因為RNA是一種通用的工具,可以同時發揮蛋白質和DNA的作用,這表明DNA和蛋白質的后期進化是增強最初由RNA支持的細胞功能的"升級"。在實驗室中發現的聚合酶表明,RNA復制可能確實存在于原始生命中。
研究小組的長期目標是在實驗室中建立一個自我進化系統,為此,他們需要創造一種rna聚合酶,這種聚合酶也可以復制和維持自身,以便更深入地了解早期rna生命是如何形成的。
通過了解實驗室中生命的基本復雜性,我們可以估計生命在其他行星上出現的可能性,并確定像火星這樣的行星已經存在或仍然存在的可能性,"Onlow說。