斯克里普斯研究所 信用:CC0公共领域 斯克里普斯研究所的化学家们有了一项发现，支持了一个关于生命是如何起源于我们星球的令人惊讶的新观点
在发表在化学杂志《Angewandte Chemie》上的一项研究中，他们证明了一种叫做二氨基磷酸(DAP)的简单化合物，似乎在生命出现之前就存在于地球上，可以用化学方法将叫做脱氧核苷的微小DNA构件编织成原始DNA链。
这项发现是过去几年来一系列发现中的最新发现，指出了脱氧核糖核酸及其化学近亲核糖核酸作为类似化学反应的产物一起出现的可能性，以及第一批自我复制分子——地球上的第一批生命形式——是两者的混合物
这一发现也可能会在化学和生物学领域带来新的实际应用，但它的主要意义在于，它解决了地球上生命最初是如何产生的这个古老问题
特别是，它为更广泛的研究铺平了道路，研究自我复制的脱氧核糖核酸-核糖核酸混合物如何在原始地球上进化和传播，并最终播种更成熟的现代生物
这项研究的资深作者罗摩那拉亚南·克里希那穆提博士说:“这一发现是朝着开发第一个生命形式起源于地球的详细化学模型迈出的重要一步。”
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斯克里普斯研究所化学副教授
这一发现也将生命起源化学领域推离了近几十年来主导它的假说:“核糖核酸世界”假说假设第一批复制体是基于核糖核酸的，而脱氧核糖核酸只是后来作为核糖核酸生命形式的产物出现的
RNA是不是太粘了？ 克里希那穆提和其他人怀疑核糖核酸世界假说，部分是因为核糖核酸分子可能太“粘”了，不能作为第一个自我复制者
一条核糖核酸链可以吸引其他单个的核糖核酸构件，这些构件粘附在其上形成一种镜像链——新链中的每个构件都与原始“模板”链上的互补构件结合
如果新的链可以脱离模板链，并且通过同样的过程，开始模板化其他新的链，那么它就完成了作为生命基础的自我复制的壮举
虽然核糖核酸链可能擅长模板化互补链，但它们不太擅长从这些链中分离出来
现代生物制造的酶可以迫使成对的核糖核酸(或脱氧核糖核酸)分道扬镳，从而实现复制，但尚不清楚在一个酶还不存在的世界里，这是如何做到的
一种假想的解决方法 克里希那穆提和他的同事在最近的研究中表明，由部分脱氧核糖核酸和部分核糖核酸组成的“嵌合”分子链可能能够找到这个问题，因为它们可以以一种不太粘的方式模板化互补链，使它们能够相对容易地分离
化学家们还在过去几年里被广泛引用的论文中表明，简单的核糖核苷和脱氧核苷构件，分别由核糖核酸和脱氧核糖核酸组成，可能是在地球早期非常相似的化学条件下产生的
此外，他们在2017年报告称，有机化合物磷酸二铵可能在修饰核糖核苷并将它们串成第一条核糖核酸链方面发挥了关键作用
新的研究表明，在相似的条件下，磷酸二铵对脱氧核糖核酸也有同样的作用
第一作者埃迪·希门尼斯博士说:“令我们惊讶的是，当脱氧核苷不完全相同，而是由不同的脱氧核糖核酸混合而成时，用磷酸二铵与脱氧核苷反应效果更好，例如甲和丁，或庚和丙，就像真正的脱氧核糖核酸一样。”
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克里希那穆提实验室的博士后研究员
“既然我们更好地理解了原始化学是如何产生第一批核糖核酸和脱氧核糖核酸的，我们可以开始将它用于核糖核苷和脱氧核苷的混合物构建模块，以观察嵌合分子是如何形成的——以及它们是否可以自我复制和进化，”克里希那穆提说
他指出，这项工作也可能有广泛的实际应用
脱氧核糖核酸和核糖核酸的人工合成——例如新冠肺炎试验的“聚合酶链反应”技术——相当于一项巨大的全球业务，但依赖于相对脆弱的酶，因此有许多局限性
克里希那穆提说，制造脱氧核糖核酸和核糖核酸的强大、无酶的化学方法在许多情况下可能会更有吸引力
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