Nature Science聚焦RNA之舞

时间:2009年1月13日
来源:Nature

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生物通报道,新一期的Nature杂志发表了一篇关于RNA研究的新闻评论文章,文章标题为:A never-ending dance of RNA。如果科学家的研究最终能成功,也许一种具有自我复制,自我进化功能的人造生命将诞生于世。

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生物通报道,新一期的Nature杂志发表了一篇关于RNA研究的新闻评论文章,文章标题为:A never-ending dance of RNA。如果科学家的研究最终能成功,也许一种具有自我复制,自我进化功能的人造生命将诞生于世。

 

最近的Science发表了一篇关于生命起源的研究性文章,科学家们认为RNA是生命起源的基础物质。研究者建立了一个“RNA的假说”理论,在生命起源的早期,RNA担任极其重要的角色,它既储存遗传信息的物质(现在这一功能基本上由DNA担任),又能具有催化活性(也就是酶的角色,现在这一职责基本上由蛋白质来行使)。这就是德州大学Andy Ellington在一篇文章中所阐述的新理论,也许这篇文章的结论将成为人们对RNA认识的一个分水岭,人们将改观对RNA世界的认识。

 

不过,Science上的这篇文章的作者称,研究结果并不能直接证实地球生命起源于RNA,因此对RNA假说应该持谨慎态度。尽管RNA具有自我复制、突变和传承的功能。研究者希望通过研究RNA酶而构建人造生命。

 

Science的这篇文章的通讯作者是斯克利普斯研究院的Gerald F. Joyce教授,他1978年毕业于美国芝加哥大学,目前任斯克里普斯研究院分子生物学系教授,其研究领域包括RNA生物化学及通过体外进化技术开发新型RNADNA聚合酶。Joyce教授对早期生命化学比较感兴趣,曾揭示了新型RNA聚合酶可能在早期生命形成过程中扮演重要角色。他的研究目标是在实验室总结RNA世界的生物化学性质及达尔文进化论在分子水平上如何构建生命世界。目前已经在《自然》、《科学》等权威杂志发表过数十篇论文。

 

RNA不死性

要证明RNA是生命起源的基础就要证明RNA具有不死性,也就是自我复制的能力。Joyce等首次在体外构建RNA自我复制系统,研究小组制造一种人造酶,具有促进RNA自我复制的能力,但是RNA仅能复制数次,不能无限制地复制下去。尽管不能无限制的复制下去,该研究成果还是取得了瞩目的成绩,首次在生物体外构建了一个能自我复制的RNA系统。

 

Massey University的理论生物学家David Penny称,这项研究验证了数十年前,诺贝尔奖得主Manfred EigenPeter Schuster的预言(参考文献3),他们二人曾预言,一种酶能促进遗传物质自我复制,这是早期地球生命形式的维持方式。而Joyce的研究成果正是验证了这一理论。

 

进化方案

要证实RNA是生命起源的基础不仅要证明RNADNA一样具有自我复制能力,还需要具有进化优势的机制。

 

这一点研究者暂时没有成功,Joyce称,下一步的目标就是创造一个不仅能自我复制的系统,并且希望能创造一个具有自我进化功能的系统。研究的终点是在实验室创造一个人造生命,现阶段的研究还未能实现这一终极目标,但是我们将朝着这一目标而努力。

 

关于Science发表的最新文章的具体信息请点击生物通报道:

顶级科学家Science发现第一个自复制RNA

 

 

参考文献

1.Gilbert, W. Nature 319, 618 (1986). | Article | ISI |

2.Lincoln, T. A. & Joyce, G. F. Science 10.1126/science.1167856 2009 (2008).

3.Eigen, M. & Schuster, P. The Hypercycle: A Principle of Natural Self-Organization (Springer, 1979).

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