近日,日本東京大學(xué)的研究人員根據(jù)達(dá)爾文進(jìn)化論,首次創(chuàng)造出了一種可復(fù)制、具有多樣化和發(fā)展復(fù)雜性的RNA分子。這提供了第一個(gè)經(jīng)驗(yàn)證據(jù),證明簡單的生物分子可導(dǎo)致復(fù)雜且逼真系統(tǒng)的出現(xiàn)。
生活中有很多“大問題”,尤其是我們從哪里來?幾十年來,一種假設(shè)是 RNA 分子(對細(xì)胞功能至關(guān)重要)存在于原始地球上,可能與蛋白質(zhì)和其他生物分子一起存在。然后在大約 40 億年前,它們開始自我復(fù)制,并從一個(gè)簡單的單個(gè)分子發(fā)展成多樣化的復(fù)雜分子。這種逐步的變化可能最終導(dǎo)致了我們所知的生命的出現(xiàn),包括一系列美麗的動物、植物以及介于兩者之間的一切。
盡管科學(xué)家對這一理論進(jìn)行了很多討論,但很難在物理上創(chuàng)建這樣的RNA復(fù)制系統(tǒng)。然而,在《自然-通訊》上發(fā)表的一項(xiàng)研究中,東京大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)解釋了他們?nèi)绾卧谒麄円娮C了從化學(xué)系統(tǒng)向生物復(fù)雜性的轉(zhuǎn)變。
科研團(tuán)隊(duì)對其研究成果非常興奮,“我們發(fā)現(xiàn)單個(gè)RNA物種進(jìn)化成一個(gè)復(fù)雜的復(fù)制系統(tǒng):一個(gè)由五種類型的RNA組成的復(fù)制網(wǎng)絡(luò),具有不同的相互作用,支持長期設(shè)想的進(jìn)化過渡場景的合理性。”
項(xiàng)目助理教授Mizuuchi 評論道:“老實(shí)說,我們最初懷疑如此多樣化的RNA能否進(jìn)化和共存。在進(jìn)化生物學(xué)中,‘競爭排斥原則’指出,如果多個(gè)物種競爭相同的資源,它們就不能共存。這意味著分子必須建立一種方法,一個(gè)接一個(gè)地使用不同的資源,以實(shí)現(xiàn)持續(xù)的多樣化。它們只是分子,所以我們想知道非生物化學(xué)物質(zhì)是否有可能自發(fā)地發(fā)展出這種創(chuàng)新。”
那么接下來呢?根據(jù) Mizuuchi 的說法,“與生物有機(jī)體相比,我們的分子復(fù)制系統(tǒng)的簡單性使我們能夠以前所未有的分辨率檢查進(jìn)化現(xiàn)象。在我們的實(shí)驗(yàn)中看到的復(fù)雜性的演變僅僅是個(gè)開始。隨著生命系統(tǒng)的出現(xiàn),應(yīng)該會發(fā)生更多的事件。”
當(dāng)然,仍有許多問題需要回答,但這項(xiàng)研究為早期 RNA 復(fù)制器可能在原始地球上采取的可能進(jìn)化路線提供了基于經(jīng)驗(yàn)的進(jìn)一步洞察。正如 Mizuuchi 所說,“結(jié)果可能是找到人類數(shù)千年來一直在問的終極問題的線索—生命的起源是什么?”
關(guān)鍵詞: 日本東京大學(xué)的研究人員 日本東京大學(xué) 研究人員 可復(fù)制的RNA分子
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