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東京大學研究人員首次根據達爾文進化論創造出RNA復制系統

2022-03-21 14:58:25 來源：科技日報

日本東京大學研究人員首次根據達爾文進化論創造出一種可復制、具有多樣化和發展復雜性的RNA分子。這提供了第一個經驗證據，證明簡單的生物分子可導致復雜且逼真系統的出現。

我們從哪里來是有關生命的大問題，幾十年來，一種假設是RNA分子(對細胞功能至關重要)一直存在于原始地球上，可能與蛋白質和其他生物分子一起存在。然后在大約40億年前，它們開始自我復制，并從簡單的單一分子發展成多樣化的復雜分子。這種循序漸進的變化可能最終導致了我們所知的生命的出現，包括一系列美麗的動物、植物以及介于兩者之間的一切。

盡管對這一理論進行了很多討論，但很難在物理上創建這樣的RNA復制系統。在《自然·通訊》上發表的一項最新研究中，東京大學藝術與科學研究生院團隊解釋了他們如何見證了從化學系統向生物復雜性的轉變。

項目助理教授水內亮說：“我們發現單一的RNA物種進化成一個復雜的復制系統：一個由五種類型的RNA組成的復制網絡，具有不同的相互作用，支持長期設想的進化過渡場景的合理性。”

水內亮評論道：“我們最初懷疑如此多樣化的RNA能否進化和共存。在進化生物學中，‘競爭排斥原則’指出，如果多個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，一個接一個地使用不同的資源，以實現持續的多樣化。它們只是分子，所以我們想知道非生物化學物質是否有可能自發地發展出這種創新。”

根據水內亮的說法，“與生物有機體相比，我們的分子復制系統的簡單性使我們能夠以前所未有的分辨率檢查進化現象。在我們的實驗中看到的復雜性的演變僅僅是個開始。隨著生命系統的出現，應該會發生更多的事件。”

雖然仍有許多問題需要回答，但這項研究為早期RNA復制器在原始地球上采取的可能進化路線提供了基于經驗的進一步洞察。正如水內亮所說：“結果可能是解決人類數千年來一直在問的終極問題的線索——生命的起源是什么?”(張夢然)

關鍵詞：日本東京大學研究人員達爾文進化論生物分子