美國(guó)科學(xué)家成功創(chuàng)建了一個(gè)以試管為基礎(chǔ)的化學(xué)系統(tǒng),，能夠表現(xiàn)出生命的某些特征,，比如無(wú)限自我復(fù)制,、變異和適者生存等。通過這些化學(xué)物質(zhì),，將有助科學(xué)家更加深入的了解地球上的第一批生命是如何進(jìn)化而來,。
此前，研究人員曾生成可以暫時(shí)自我復(fù)制的RNA片段,，它們的自我復(fù)制過程會(huì)在一段時(shí)間后慢慢停下來。但是最新的這項(xiàng)試驗(yàn)標(biāo)志著第一個(gè)可以無(wú)限地自我復(fù)制的RNA片段誕生,，無(wú)限自我復(fù)制是確保生命演變的重要條件,。研究人員杰拉爾德·喬伊斯說：“這是生命即將出現(xiàn)的最后階段，化學(xué)物質(zhì)開始慢慢轉(zhuǎn)變成生物體,。”
當(dāng)今世界，高級(jí)生物體的DNA攜帶著遺傳序列,，而RNA要依靠DNA執(zhí)行制造蛋白質(zhì)等任務(wù),。但是，一個(gè)與生命起源有關(guān)的被稱作RNA宇宙模型(RNA World model)的著名理論認(rèn)為,，因?yàn)镽NA可以既像一種基因又像一種酶那樣發(fā)揮作用,，也許RNA是在DNA和蛋白質(zhì)出現(xiàn)之前就有了,，而且他主要擔(dān)任生命遺傳分子的角色。
這項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果發(fā)表在《科學(xué)》雜志上,，喬伊斯和他的研究生特拉塞·林肯開始利用這項(xiàng)試驗(yàn)，驗(yàn)證RNA宇宙模型假定的是否正確,。他們制成一對(duì)酶,，這兩種酶只能在彼此的幫助下才能復(fù)制,，然后把它們放入一個(gè)擁有RNA片段的試管里，RNA片段可以利用這兩種酶生成新片段,。進(jìn)入試管后,，這兩種酶開始忙著復(fù)制，不過有時(shí)候一種酶在組合一個(gè)片段時(shí),，會(huì)忙中出錯(cuò)，從而產(chǎn)生一種“變種”,。
大部分變種很快就會(huì)消失,，但是其中一些變異基因的出現(xiàn)，會(huì)使化學(xué)物質(zhì)更加有利于復(fù)制,。化學(xué)物質(zhì)成對(duì)結(jié)合后,，這個(gè)裝滿分子的試管里發(fā)生了令人吃驚的變化,。喬伊斯說：“所有原始復(fù)制品都消失了，取而代之的是新型重組細(xì)胞,。這里不只有一個(gè)優(yōu)勝者，而是有無(wú)數(shù)個(gè)優(yōu)勝者。但是產(chǎn)生的3種變異體卻支配著這個(gè)細(xì)胞群體,。”然而專家表示,，這項(xiàng)試驗(yàn)并沒解決地球上的生命起源問題，因?yàn)榇蠹抑?，在RNA片段出現(xiàn)之前，一定存在一些具有自我復(fù)制能力的分子,。（生物谷Bioon.com）
生物谷推薦原始出處：
Published Online January 8, 2009 Science DOI: 10.1126/science.1167856
Self-Sustained Replication of an RNA Enzyme
Tracey A. Lincoln 1 and Gerald F. Joyce 1*
1 Departments of Chemistry and Molecular Biology and the Skaggs Institute for Chemical Biology, The Scripps Research Institute, La Jolla, CA 92037, USA.
An RNA enzyme that catalyzes the RNA-templated joining of RNA was converted to a format whereby two enzymes catalyze each other’s synthesis from a total of four oligonucleotide substrates. These cross-replicating RNA enzymes undergo self-sustained exponential amplification in the absence of proteins or other biological materials. Amplification occurs with a doubling time of about one hour, and can be continued indefinitely. Populations of various cross-replicating enzymes were constructed and allowed to compete for a common pool of substrates, during which recombinant replicators arose and grew to dominate the population. These replicating RNA enzymes can serve as an experimental model of a genetic system. Many such model systems could be constructed, allowing different selective outcomes to be related to the underlying properties of the genetic system.
