
科学与发现
一个微小化学结构帮助 RNA 在没有细胞的情况下聚集
科学家发现了一个微小的化学结构,它能帮助 RNA 在没有外围膜结构的情况下聚集成液滴,为分子在最早的细胞出现之前如何自行组织起来提供了新线索。
在一项由布法罗大学牵头、普林斯顿大学参与的研究中,研究人员将 RNA 与携带基本相同遗传序列的单链 DNA 进行比较。在实验室条件下,RNA 开始形成液滴的温度比 DNA 低约10°C。它也更容易形成相互连接的网络,使液滴呈现凝胶状。
关键似乎在于 RNA 的糖单元上连接的一个含氧基团,而 DNA 没有这一基团。显微观察、X 射线测量和计算机模拟表明,这一结构改变了 RNA 与水和镁的相互作用方式,帮助分子链在温度升高时聚集。对该基团进行化学修饰后,RNA 形成液滴的倾向有所减弱。
这一发现意义重大,因为 RNA 既能携带遗传信息,也能帮助推动化学反应。一种颇具影响力的假说认为,RNA 在生命起源的早期阶段发挥了作用,但如何解释脆弱的 RNA 能在没有细胞的情况下聚集并存续,仍是一大挑战。
这项发表于《自然·通讯》的研究并未证明这些液滴促成了生命的诞生。但它为研究人员提供了更清晰的机制以供探究,包括凝胶状 RNA 隔室是否能够在恶劣条件下提供保护。