來自美國幾所大學的研究人員證實在實驗室中斷裂的RNA 片段能夠相互協作來自我重新組裝。這種發現提示著(zhe)早期生命開始於(yú)RNA分子之間的協作,從而zui終導緻合作性複制。
這項研究基於(yú)化學家Manfred Eigen提出的數學理論。他認爲早期的RNA不能從短鏈分子成功地進化出來,因此它們必須需要幫(bāng)助。他說,這種幫(bāng)助可能來自於(yú)這些分子之間的協作。
在較早前的研究中,論文通訊作者Niles Lehman就已發現被稱作核酶(ribozyme)的長鏈RNA分子被切割成片段後,将它們在盤碟上放置在一起,經過一段之後,它們自我重組裝爲它們的原始構造。在這項新的研究中,Lehman和同事們改變瞭(le)3種核酶樣品以緻於它們除瞭(le)一種堿基不同之外都是一樣的。每種核酶被切割成片段,然後被在放置盤碟中。研究人員發現相對於這些核酶單獨被放置在盤碟上時,當它們在盤碟上被放置在一起時,他們進行自我重組裝的速度更快。他們報道,這是因爲在它們當中的一種核酶幫助第二種核酶重新組裝,接著(zhe)第二種核酶幫助第三種核酶重新組裝,而第三種核酶反過來幫助*種核酶重新組裝,從而形成一種封閉循環的網絡。
爲瞭(le)觀察同樣的結果在一種更加混亂的環境中是否也是可能的,研究人員将48種被切割成片段的核酶與上百萬個其他的RNA分子一起放置在試管中,並(bìng)發現這些原始的48種核酶能夠找到它們其他的片段,並(bìng)且相互幫助彼此進行重組裝,同時再次要比它們當中的任何一種核酶單獨放置時的更加快速。
研究人員提示著(zhe)在地球的原始湯(primordial soup)中,短RNA分子之間存在的類似協作可能允許它們進行複制,同時避免它們進行複制時可能産生的合成錯誤,這是因爲數學模型提示著(zhe)這樣的錯誤将導緻進化死亡(evolutionary death)。這種協作将允許它們進化爲更長的更複雜的RNA分子並(bìng)zui終進化爲今天存在的所有其他分子。