实验室中的进化揭示了生命的起源

生命最早的分子正在利用进化的力量被重新创造。

剑桥大学(Cambridge University)的科学家们以同样的方式创造了可以复制遗传物质的合成分子。这让我们得以一窥30多亿年前地球上生命最初出现时可能发生的情况。

由剑桥大学的Philipp Holliger研究小组已经验证了一个名为“RNA世界假说”的理论，该理论认为生命最初不是基于DNA，而是基于一种名为RNA的相关化学物质。除了携带遗传信息外，RNA还可以折叠成三维形状，并发挥酶的作用，酶是一种加速某些化学反应的生物催化剂。

人们认为最初的生命分子是一种RNA，它可以复制其他RNA，包括它自己。这种自我复制的分子随后在进化过程中被现代DNA所取代。

霍利格的研究小组从一种叫做R18的RNA酶开始，这种酶可以复制其他短片段的RNA，尽管很容易出错。

“它就像一个键盘，你只能写一两个单词，”霍利格说。

为了进化这种初始的R18 RNA，研究小组创造了5000万个克隆，每个克隆都包含随机的RNA序列遗传变化，并选择了那些具有最佳RNA复制能力的克隆。通过多次重复这一过程，它们逐渐产生了更强大的酶。

霍利格解释说:“我们从各种选择实验中积累了所有有益的突变，整理出有用的和无用的，并将它们组合成一个分子。”

最终的结果是一种RNA酶，名字有点不起眼tC19Z它可以复制长达95个遗传字母的RNA链。与起始分子R18的平均14相比，这是一个显著的进步。进化后的RNA分子在这个过程中犯的错误也减少了20倍，甚至可以复制本身就是活性RNA酶的RNA。

这为RNA世界假说提供了强有力的支持，因为开始生命的RNA分子必须能够忠实地复制自己基因序列的全部长度，以便复制自己。尽管目前还没有，但霍利格的团队已经证明，“一种非常复杂的分子功能——复制——可以单独由RNA构建。”

最终目标是在实验室中创造出完全自我复制的RNA分子。尽管科学家们永远无法确切地说出数十亿年前地球上发生了什么，但这样的研究是我们最接近解决生命起源之谜的方法。

正如霍利格所指出的那样，“仍然存在一些严重的差距，但我们希望，也许在未来十年内，这些差距将被填补，我们将能够规划出一条合理的路线……从简单的有机分子到能够生长、复制和进化的简单细胞。”

菲利普·霍利格解释了生命最初是如何进化成自我复制的RNA的。