化工儀器網(wǎng)
技術(shù)文章
證實(shí)核酶相互協(xié)作能夠更快地自我重新組裝
閱讀：1685 發(fā)布時(shí)間：2012-10-29來(lái)自美國(guó)幾所大學(xué)的研究人員證實(shí)在實(shí)驗(yàn)室中斷裂的RNA 片段能夠相互協(xié)作來(lái)自我重新組裝。這種發(fā)現(xiàn)提示著早期生命開(kāi)始于RNA分子之間的協(xié)作，從而zui終導(dǎo)致合作性復(fù)制。
這項(xiàng)研究基于化學(xué)家Manfred Eigen提出的數(shù)學(xué)理論。他認(rèn)為早期的RNA不能從短鏈分子成功地進(jìn)化出來(lái)，因此它們必須需要幫助。他說(shuō)，這種幫助可能來(lái)自于這些分子之間的協(xié)作。
在較早前的研究中，論文通訊作者Niles Lehman就已發(fā)現(xiàn)被稱(chēng)作核酶（ribozyme）的長(zhǎng)鏈RNA分子被切割成片段后，將它們?cè)诒P(pán)碟上放置在一起，經(jīng)過(guò)一段之后，它們自我重組裝為它們的原始構(gòu)造。在這項(xiàng)新的研究中，Lehman和同事們改變了3種核酶樣品以致于它們除了一種堿基不同之外都是一樣的。每種核酶被切割成片段，然后被在放置盤(pán)碟中。研究人員發(fā)現(xiàn)相對(duì)于這些核酶單獨(dú)被放置在盤(pán)碟上時(shí)，當(dāng)它們?cè)诒P(pán)碟上被放置在一起時(shí)，他們進(jìn)行自我重組裝的速度更快。他們報(bào)道，這是因?yàn)樵谒鼈儺?dāng)中的一種核酶幫助第二種核酶重新組裝，接著第二種核酶幫助第三種核酶重新組裝，而第三種核酶反過(guò)來(lái)幫助*種核酶重新組裝，從而形成一種封閉循環(huán)的網(wǎng)絡(luò)。
為了觀察同樣的結(jié)果在一種更加混亂的環(huán)境中是否也是可能的，研究人員將48種被切割成片段的核酶與上百萬(wàn)個(gè)其他的RNA分子一起放置在試管中，并發(fā)現(xiàn)這些原始的48種核酶能夠找到它們其他的片段，并且相互幫助彼此進(jìn)行重組裝，同時(shí)再次要比它們當(dāng)中的任何一種核酶單獨(dú)放置時(shí)的更加快速。
研究人員提示著在地球的原始湯（primordial soup）中，短RNA分子之間存在的類(lèi)似協(xié)作可能允許它們進(jìn)行復(fù)制，同時(shí)避免它們進(jìn)行復(fù)制時(shí)可能產(chǎn)生的合成錯(cuò)誤，這是因?yàn)閿?shù)學(xué)模型提示著這樣的錯(cuò)誤將導(dǎo)致進(jìn)化死亡（evolutionary death）。這種協(xié)作將允許它們進(jìn)化為更長(zhǎng)的更復(fù)雜的RNA分子并zui終進(jìn)化為今天存在的所有其他分子。