科企岛：研究发现淬灭的熔岩有助于形成原始生物体所需的长RNA链

当生命出现时，它很快就出现了 . 。化石表明，微生物存在于37亿年前，就在这颗拥有45亿年历史的星球冷却到足以支持生物化学之后的几亿年，许多研究人员认为这些第一批生物的遗传物质是RNA。虽然不像DNA那么复杂，但RNA仍然很难形成传递遗传信息所需的长链，这引发了它如何自发形成的问题。

现在，研究人员可能有一个答案。在实验室实验中，他们展示了称为玄武岩玻璃的岩石如何帮助单个RNA字母（称为核苷三磷酸盐）连接成长达200个字母的链。这些眼镜在早期地球的火焰和硫磺中会很丰富。当熔岩在空气或水中淬火时，或者当小行星撞击产生的熔化岩石迅速冷却时，它们就会产生。

这一结果分裂了顶级生命起源研究人员。“这似乎是一个美妙的故事，最终解释了核苷三磷酸盐如何相互反应以产生RNA链，”慕尼黑路德维希马克西米利安大学的化学家Thomas Carell说。但哈佛大学RNA专家杰克·佐斯塔克（Jack Szostak）表示，在研究小组更好地表征RNA链之前，他不会相信这一结果。

生命起源的研究人员喜欢原始的“RNA世界”，因为这种分子可以执行两个对生命至关重要的不同过程。像DNA一样，它由四个可以携带遗传信息的化学字母组成。像蛋白质一样，RNA也可以催化生命所需的化学反应。

但RNA也带来了头痛。没有人发现一套合理的益生元条件，会导致数百个RNA字母 - 每个字母都是复杂的分子 - 链接到足够长的链中，以支持点燃进化所需的复杂化学反应。

匈牙利科学院天文学和地球科学研究中心的地质学家斯蒂芬·莫伊兹西斯（Stephen Mojzsis）想知道玄武岩玻璃是否发挥了作用。它们富含镁和铁等金属，可促进许多化学反应。而且，他说，“玄武岩玻璃在当时地球上无处不在。

他将五种不同玄武岩玻璃的样本送到了应用分子进化基金会。在那里，分子生物学家Elisa Biondi和她的同事将每个样品研磨成细粉，对其进行灭菌，并将其与核苷三磷酸盐溶液混合。如果没有玻璃粉，RNA字母就无法连接。但是当与玻璃粉混合时，分子连接成长链，大约数百个字母长，研究人员本周在天体生物学上报道。不需要热量或光线。“我们所要做的就是等待，”Biondi说。小的RNA链在一天后形成，但链持续生长数月。“这个模型的美妙之处在于它的简单性，”Firebird Biomolecular Sciences的分子生物学家Jan Špaček说。“混合成分，等待几天，然后检测RNA。

尽管如此，结果还是提出了许多问题。一个是核苷三磷酸盐最初是如何出现的。Biondi的同事Steven Benner说，最近的研究表明，同样的玄武岩玻璃可以促进单个RNA字母的形成和稳定。

Szostak说，一个更大的问题是长RNA链的形状。在现代细胞中，酶确保大多数RNA生长成长线性链。但RNA字母也可以在复杂的分支模式中结合。Szostak希望研究人员报告玄武岩玻璃产生的RNA类型。“我发现非常令人沮丧的是，作者做出了一个有趣的初步发现，但后来决定采用炒作而不是科学，”Szostak说。

Biondi承认，她的团队的实验几乎肯定会产生少量的RNA分支。然而，她指出，一些分支RNA存在于今天的生物体中，相关的结构可能在生命的黎明就已经存在了。她还说，该小组进行的其他测试证实了长链的存在，这些长链的连接很可能意味着它们是线性的。“这是一场健康的辩论，”路德维希·马克西米利安（Ludwig Maximilian）的生命起源化学家迪特·布劳恩（Dieter Braun）说。“这将触发下一轮实验。

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