西蒙·弗雷泽大学 信用:Pixabay/CC0公共域 地球上的生命是如何开始的，它可能存在于其他地方吗？西蒙·弗雷泽大学的研究人员分离出一种基因线索——一种被称为核糖核酸聚合酶的酶——它为生命的起源提供了新的见解
这项研究今天发表在《科学》杂志上
SFU分子生物学和生物化学教授彼得·阿劳实验室的研究人员正致力于推进核糖核酸世界假说，以回答生命起源的基本问题
这一假设表明，在脱氧核糖核酸(DNA)和蛋白质进化之前，地球上的生命始于自我复制的核糖核酸(RNA)分子，它们不仅能够携带遗传信息，还能驱动生命所必需的化学反应，脱氧核糖核酸(DNA)和蛋白质现在在我们的细胞中发挥着这两种功能
通过实验室的体外进化过程，研究小组分离出了一种基于启动子的核糖核酸聚合酶——一种能够以核糖核酸为模板合成核糖核酸的酶——它具有相当于现代蛋白质聚合酶的加工夹紧能力
“这种RNA聚合酶具有现代蛋白质聚合酶的许多特征；它被进化成识别一个核糖核酸启动子，随后，加工性地复制核糖核酸
“我们的发现意味着，生命进化早期的类似RNA酶也可能表现出如此复杂的生物特征
" 在生命的黎明，由核糖核酸制成的聚合酶可能复制核糖核酸基因组，并维持生命所必需的代谢核糖核酸酶
钳制核糖核酸聚合酶核酶使用特异性引物识别核糖核酸启动子
一旦定位，聚合酶重新排列成可加工的复合体，能够复制模板的延伸区域
这种启动子识别和加工能力类似于现代启动子依赖转录的许多方面，并证明了在进化早期，核糖核酸基因可能已经被复制和表达
学分:西蒙·弗雷泽大学 有证据表明，RNA先于DNA和蛋白质
例如，核糖体，我们细胞中制造蛋白质的“机器”，是由核糖核酸构建的
然而蛋白质更擅长催化反应
这让专家们得出理论，这台机器是晚期核糖核酸世界的发明，从未被进化抛弃
脱氧核糖核酸也是由核糖核酸制成的
由于核糖核酸是万能的，可以同时发挥蛋白质和脱氧核糖核酸的功能，这表明脱氧核糖核酸和蛋白质后来进化为“升级”，以增强最初由核糖核酸支持的细胞功能
位于SFU伯纳比校园内的阿普劳实验室发现的钳制聚合酶核酶表明，在如此原始的生命中，由核糖核酸催化剂复制核糖核酸确实是可能的
Unrau和他的团队的长期目标是在实验室里建立一个自我进化的系统
这将涉及到创造一种能够自我复制和维持的核糖核酸聚合酶核酶，以更深入地了解早期基于核糖核酸的生物是如何形成的
在生命的黎明，由核糖核酸制成的聚合酶可能复制核糖核酸基因组，并维持生命所必需的代谢核糖核酸酶
钳制核糖核酸聚合酶核酶使用特异性引物识别核糖核酸启动子
一旦定位，聚合酶重新排列成可加工的复合体，能够复制模板的延伸区域
这种启动子识别和加工能力类似于现代启动子依赖转录的许多方面，并证明了在进化早期，核糖核酸基因可能已经被复制和表达
学分:西蒙·弗雷泽大学 “如果我们能够在实验室里创造一个有生命的、不断进化的基于核糖核酸的系统，我们就已经做出了非常了不起的东西，这可能是自这个星球上有生命以来从未有过的东西，”与SFU博士合著《科学》一文的阿普劳说
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学生拉兹万·科若卡鲁
“通过了解生命的基本复杂性，在实验室里，我们可以开始估计其他行星上生命的可能性，并确定像火星这样的行星曾经或仍然有可能孕育生命的可能性
"
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