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Science新聞:生命是這樣出現的?

日期:2015-03-18 08:44:04

 生命的起源問題總是繞不過“先有雞還是先有蛋”的悖論。生命之初必須要有類似DNARNA的遺傳分子,將蛋白質合成指令傳遞下去。但在現代細胞中,DNARNA的復制離不開蛋白質的幫助。令事情更加復雜的是,如果沒有脂質細胞膜這些分子就不能發揮功能,而脂質的合成也需要基于蛋白質的酶。

 

劍橋大學的研究團隊日前發表的一項研究,解決了這些令人頭疼的悖論。研究顯示,早期地球富含的一對簡單化合物,可以生成生命所需的三種重要分子:核酸、氨基酸和脂質。這一發現,將幫助人們解開現代生物學中最大的謎團。

 

“這是一篇非常重要的文章,”麻省總醫院的分子生物學家Jack Szostak評論道。“這是首次提出,生命必須的所有基礎原料能夠在同樣的地質條件下生成。”

 

長期以來,科學家們一直在爭論哪種生物分子最先形成。舉例來說,“RNA世界”理論認為RNA最先出現,因為RNA不僅能夠攜帶遺傳信息,還能像蛋白那樣作為化學催化劑。而“代謝起源”理論認為,簡單的金屬催化劑(而不是基于蛋白的酶)生成了一系列有機原料,進而形成其他生物分子。

 

RNA世界”理論在2009年取得了很大的進展。劍橋大學的John Sutherland團隊發現,乙炔和甲醛經過一系列反應可以生成RNA的兩種核苷酸,展示了RNA在“原始湯”中形成的可能路徑。不過,批評者認為乙炔和甲醛本身就是比較復雜的分子,研究沒有搞清楚它們的來源。

 

Sutherland等人為此進行了新的研究,希望從更簡單的材料生成RNA。日前,他們成功從氰化氫HCN、硫化氫H2S和紫外線生成了核酸前體,而且這樣的條件也能生成氨基酸和脂質的前體。這項發表在Nature Chemistry雜志上的研究指出,生命起源所需的絕大多數原料可以同時生成,富含HCN、H2S和紫外線的早期地球為這些反應提供了有利的環境。

 

研究人員指出,生成三種生物分子的反應并不相同(比如說需要不同的金屬催化劑),可能不會出現在同一個地點。很可能是不同地點傾向于生成某一類物質,然后雨水將這些物質沖刷到一起。

 


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