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进一步支持生命RNA起源说 日本制造出可以向复杂系统进化的RNA片段

刚刚发现了更多的证据，表明地球上的生命可能是从 RNA 开始的：日本的科学家创造出可以自行复制、多样化和发展复杂性的 RNA。

早在地球出现第一个萌芽态的原始软泥细胞之前，它就已经被搅动着的有机汤所淹没，处于某种玄奥的边缘。

复杂化学与生命进化之间的那条细线代表了生物学出现的关键时刻。不幸的是，尽管它很重要，但我们对它究竟是如何发生的知之甚少。

东京大学的科学家们进行的一项实验现在强化了这样一种观点，即 RNA 才能能够解释数十亿年前生命是如何冒出来的，这支持了所谓的“RNA 世界”假说。

但研究也表明，它可能并没有像我们想象的那样发生。

他们的工作表明，一个对今天每种生物的生存和繁殖都至关重要的分子，如果它作为一个团队，会如何朝着不断发展的系统迈进。

进化生物学家 Ryo Mizuuchi 说：“我们发现单个 RNA 物种进化成一个复杂的复制系统：一个由五种具有不同相互作用的 RNA 组成的复制网络，支持长期设想的进化过渡情景的合理性。”

剥离其最基本的要素，生命是由分子组成的，这些分子可以对自己进行不完美的复制，产生几乎无限的变体群体，这些变体可能(或可能不会)将生命保持在一起足够长的时间来复制自己。

寻找生命起源的过程实际上是在寻找能够在没有高度专业化的有机材料(如 DNA 或蛋白质)的支持下完成复制任务的候选对象。

RNA 长期以来一直是这项研究的领跑者。它在今天的整个生物圈中无处不在，可能由于非生物过程而存在于古代地球上，可以保存大量信息，并充当动态物理单元。

这意味着它有可能制造出可以物理构建新分子的结构，而新分子又可以构建新结构。如果这个过程不完美，一些“复制子”结构将比其他结构更快或更有效地完成这项工作，成为 RNA 的主要形式……至少，直到出现更好的未知。

尽管这个想法很有吸引力，但几十年来我们已经知道，对于这种情况，自构建的单个 RNA 分子单元太简单而且太不稳定。即使是它的脱氧兄弟 DNA，也缺乏足够长的时间将自身保持在一起，以使自然选择能够飞速发展。

这并不意味着作为团队的多个部门无法执行这项工作。让少数不同的复制单元作用于种群水平可能很容易解决这个信息问题。

围绕 RNA、DNA 甚至蛋白质设计了各种复制器，以展示这如何可行，研究人员不遗余力地构建功能，使分子结构能够合作并以合适的速率进行复制。

虽然它们可以维持复制，但到不久前为止，没有一个人造RNA会随着时间的推移变得更加复杂，这留下了 RNA 是否能够进化的问题。

Mizuuchi 的团队已经破解了 RNA 分子的正确设计，以创建单个复制子分子，这些分子可以集体运作，不仅可以保存信息并随时间变化，在连续几代后变得更加复杂。

他们的实验使用了悬浮在油层水滴中的克隆长度的 RNA，这些RNA水滴经历了一百多轮复制，每一轮都经过测试和分析。

“老实说，我们最初怀疑如此多样化的 RNA 能否进化和共存，”Mizuuchi 说，“在进化生物学中，‘竞争排斥原则’指出，如果多个物种竞争相同的资源，它们就不能共存。这意味着分子必须建立一种方法，一个接一个地使用不同的资源来实现持续多样化。它们是只是分子，所以我们想知道无生命的化学物种是否有可能自发地发展出秩序。”

概念验证证明这是可能的，只要 RNA 不相互竞争资源，而是以一种宿主-寄生的方式相互依赖。即使一个 RNA 复制子被移除，其他的也会灭绝。

虽然我们可以更加确信“RNA 世界”的情景是合理的，但它并没有证明这就是数十亿年前地球上的生命是如何绽放的。为此，我们需要从地质学到天体物理学的各种证据来建立令人信服的理论细节。

这项研究发表在《自然通讯》上。

https://www.sciencealert.com/scientists-have-design-their-own-evolving-rna-soup-for-the-first-time

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