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(jiǎn)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(wèn)題”，尤其是我們從哪里來(lái)?幾十年來(lái)，一種假設(shè)是 RNA 分子(對(duì)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(jiǎn)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(dòng)物、植物以及介于兩者之間的一切。

盡管科學(xué)家對(duì)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(duì)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(zhǎng)期設(shè)想的進(jìn)化過(guò)渡場(chǎng)景的合理性。”

項(xiàng)目助理教授Mizuuchi 評(píng)論道：“老實(shí)說(shuō)，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(jìng)爭(zhēng)排斥原則’指出，如果多個(gè)物種競(jìng)爭(zhēng)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(lái)呢?根據(jù) Mizuuchi 的說(shuō)法，“與生物有機(jī)體相比，我們的分子復(fù)制系統(tǒng)的簡(jiǎn)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(huì)發(fā)生更多的事件。”

當(dāng)然，仍有許多問(wèn)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(shuō)，“結(jié)果可能是找到人類數(shù)千年來(lái)一直在問(wèn)的終極問(wèn)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