化学家首次实现RNA与氨基酸连接

科技日报北京8月27日电 （记者张佳欣）据27日《自然》杂志报道，英国伦敦大学学院（UCL）化学家通过模拟早期地球的条件，首次实现了RNA与氨基酸的化学连接。这一难题自20世纪70年代以来一直困扰着科学家，如今，这一突破性成果为解答生命起源中“蛋白质如何合成”的关键问题提供了新思路。

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氨基酸是蛋白质的构建单元，而蛋白质是生命的“主力军”，几乎参与所有生物过程。然而，蛋白质无法自我复制或合成，它们需要“说明书”，而这一说明书由RNA提供。RNA是DNA（脱氧核糖核酸）的近亲，负责传递遗传信息，控制蛋白质合成。

在现代生物体内，核糖体负责合成蛋白质。它读取信使RNA（mRNA）上的遗传密码，将氨基酸依次拼接成蛋白质。核糖体就像一条流水线，逐个读取RNA上的指令，并将氨基酸依次拼接，形成蛋白质。

此次，研究团队完成了这一复杂过程的第一步。他们在中性水溶液环境下，通过化学反应将氨基酸与RNA连接。研究表明，该反应具有自发性和选择性，并可能在40亿年前的原始地球池塘或湖泊中发生。

过去，此类实验往往依赖高反应性分子，但它们在水中不稳定，导致氨基酸彼此结合而非与RNA结合。现在，团队借鉴生物学机制，引入了硫酯作为活化中间体。硫酯是一类高能化合物，在许多生物化学过程中发挥重要作用，也被认为在生命起源中扮演关键角色。

团队还利用含硫化合物泛硫胺来生成硫酯。此前，他们已证明泛硫胺可在早期地球条件下合成，这进一步支持了其在生命起始阶段的可能作用。

团队成员表示，在当前的两种生命起源理论中，“RNA世界”假说认为，自我复制的RNA是基础；而“硫酯世界”假说则认为，硫酯是最早期生命的能量来源。新研究将这两种假说结合起来，为理解生命起源提供了新的统一框架。

团队认为，这项成果虽然仅在化学层面取得进展，但它揭示的反应路径完全可能在早期地球上自然发生。下一步，他们将探索RNA如何与特定氨基酸优先结合，从而真正再现遗传密码的起源。