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这项发表在Nature Chemistry杂志上的新研究表明，地球上第一批生物可能同时使用了RNA和DNA，就像现在所有的细胞生命形式一样。而主流的科学观点是——“RNA世界”假说——认为早期生命形式纯粹基于RNA，后来才进化成制造和使用DNA。 “这些新发现表明，化学家在研究地球生命起源的过程中受到RNA世界假说的严重影响可能是不对的，”共同首席研究员，斯克里普斯研究所化学副教授Ramanarayanan Krishnamurthy博士说。 Krishnamurthy和他的实验室与英国医学研究理事会剑桥分子生物学John Sutherland博士的实验室进行了这项研究，这是纽约西蒙斯基金会关于生命起源合作的一部分。 RNA（核糖核酸）和DNA（脱氧核糖核酸）在化学上非常相似，但化学家们一直未能证明一种物质是如何在地球早期转化为另一种物质的，除非有早期有机体产生的酶帮助。在某种程度上，由于缺乏将RNA与DNA连接起来的已证实的生命前或生化前路径，该领域的研究人员倾向于认为，更简单、更通用的RNA是第一种生命形式的基础，或者至少是在DNA出现之前的生命早期。RNA能够像DNA那样存储遗传信息，能够像蛋白质酶那样催化生化反应，有可能完成第一生命形式中必需的基本生物学任务。 尽管近几十年来生命起源的研究人员基本上已经接受了RNA世界假说，但Sutherland、Krishnamurthy、哈佛大学的Jack Szostak和其他人已经积累了证据，证明RNA和DNA在第一生命形式中可能或多或少同时出现。 例如，在2017年发表的一项研究中，Krishnamurthy和斯克里普斯研究中心的同事们发现了一种化合物，这种化合物可能存在于生命前的地球上，并且可能完成了将合成RNA物质连接成更大的链状RNA链的关键任务，也可能对合成DNA和蛋白质的物质有同样作用。 在新研究中，科学家们将该项研究的观点与Sutherland 及其实验室对一种叫做硫尿核苷（thiouridine）的化合物的最新发现结合起来。硫尿核苷很可能在生命出现之前就存在于地球上，并且可能是早期RNA核苷的化学前体。 研究小组表明，在一些可能发生在生命前世界的化学反应步骤中，他们可以将合成RNA的核苷的前体转化为合成DNA的物质——脱氧腺苷，形成脱氧腺嘌呤核苷即现代四字母DNA代码中的字母“A”。或者，它们可以将硫尿核苷转化为脱氧核糖，脱氧核糖与脱氧腺苷密切相关，也可能是早期合成DNA物质的前体。 这一发现应该使科学家更容易接受DNA和RNA一起出现并包含在第一生命形式中的可能性。包括Sutherland在内的一些研究人员认为，RNA和DNA甚至可能是混合在一起形成了第一个基因。目前还不知道这种有机体是否是自然发生的，但是斯克里普斯研究所的Peter Schultz博士和他的同事们最近发表的一篇论文描述了一种可以用RNA/DNA混合基因生存的工程细菌。 Krishnamurthy怀疑，无论生命是如何产生的，RNA和DNA都有各自的强项和缺点，它们很快就会把自己分类成今天所有细胞中都能看到的相当严格的分工：DNA用于基因信息的长期稳定存储，而RNA则用于其自身的一系列特殊任务，包括基因信息的短期存储和传输以及蛋白质的制备。 “在这一领域里，人们开始认识到，RNA和DNA最初可能是混合在一起的，但后来根据它们各自擅长的东西被分离出来。”Krishnamurthy说。 |
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