Science新聞：生命是這樣出現(xiàn)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DNA或RNA的遺傳分子，將蛋白質(zhì)合成指令傳遞下去。但在現(xiàn)代細(xì)胞中，DNA和RNA的復(fù)制離不開蛋白質(zhì)的幫助。令事情更加復(fù)雜的是，如果沒有脂質(zhì)細(xì)胞膜這些分子就不能發(fā)揮功能，而脂質(zhì)的合成也需要基于蛋白質(zhì)的酶。
劍橋大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)日前發(fā)表的一項(xiàng)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(zhì)。這一發(fā)現(xiàn)，將幫助人們解開現(xiàn)代生物學(xué)中最大的謎團(tuán)。
“這是一篇非常重要的文章，”麻省總醫(yī)院的分子生物學(xué)家Jack Szostak評論道。“這是首次提出，生命必須的所有基礎(chǔ)原料能夠在同樣的地質(zhì)條件下生成。”
長期以來，科學(xué)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(rèn)為RNA最先出現(xiàn)，因?yàn)?span lang="EN-US">RNA不僅能夠攜帶遺傳信息，還能像蛋白那樣作為化學(xué)催化劑。而“代謝起源”理論認(rèn)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(jī)原料，進(jìn)而形成其他生物分子。
“RNA世界”理論在2009年取得了很大的進(jìn)展。劍橋大學(xué)的John Sutherland團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，乙炔和甲醛經(jīng)過一系列反應(yīng)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(rèn)為乙炔和甲醛本身就是比較復(fù)雜的分子，研究沒有搞清楚它們的來源。
Sutherland等人為此進(jìn)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(zhì)的前體。這項(xiàng)發(fā)表在Nature Chemistry雜志上的研究指出，生命起源所需的絕大多數(shù)原料可以同時(shí)生成，富含HCN、H2S和紫外線的早期地球?yàn)檫@些反應(yīng)提供了有利的環(huán)境。
研究人員指出，生成三種生物分子的反應(yīng)并不相同（比如說需要不同的金屬催化劑），可能不會(huì)出現(xiàn)在同一個(gè)地點(diǎn)。很可能是不同地點(diǎn)傾向于生成某一類物質(zhì)，然后雨水將這些物質(zhì)沖刷到一起。
