生命起源：寻找最初的碱基对

　　

生物通报道：地球生命是如何起源的？至今只有理论回答。有机生命出现的一个基本步骤是出现可以自身复制和繁殖的分子——最初的遗传物质。最近由加州Scripps研究所Ramanarayanan Krishnamurthy 和 Albert Eschenmoser率领的研究小组，就这些分子的形成问题进行了研究，结果公布于11月17日《General Science 》。

DNA是我们的遗传物质，其骨架由五碳糖和磷酸组成，四种碱基如同一串珍珠，围绕骨架排列。腺嘌呤核苷酸（A）、鸟嘌呤核苷酸（G）分别与胸腺嘧啶（T）和胞嘧啶（C）特异配对，DNA两条完全互补链形成双螺旋结构。

这种结构类型可能是最初遗传物质的基础，骨架中除了糖和磷酸之外，也许还有肽样结构。氨基酸是组成肽的基础，已经存在于“原始汤”中。然而，这种碱基对的最初形式可能还是与现代碱基对不同的。为了寻找研究生命起源的正确途径，研究小组将原始分子信息传递者可以翻译的所有肽样结构聚集起来。研究人员在实验中采取了更为实际的方法，所检测的成分不必完全符合特定化学标准，相反，必须能够将它们的“遗传信息” 传递到下一代，如同我们今天见到的遗传分子那样简单，并且它们必须有可能在生命起源以前的条件下形成。

实验所用分子包括标准的嘧啶碱基，与其它材料相比，嘧啶似乎是着手研究的好材料。研究人员对以三嗪（triazine）为核心的化合物或者以氨基吡啶（aminopyridine）为核心的化合物进行实验。模仿标准嘧啶的结构，研究人员用不同排列的氮、氢和/或氧装饰这些结构。与平常的碱基不同，这些成分可以相当容易地添加到许多不同类型的骨架上，比如由二肽或者其它肽样分子组成的骨架。通过这种方式，研究人员得到了可以形成特异碱基对的分子，它们不仅可以互相配对，也可以与RNA和DNA链配对。有趣的是，只有一对亲和力很强的碱基对在三嗪和氨基吡啶家族中都存在。然而，对于与ACGT密码相似的四碱基系统，需要两对结合力很强的碱基对才行。

Krishnamurthy说：“我们的结果提示是碱基对的结构，而不是骨架的结构，是发展为我们现代遗传物质的关键因素，”许多链状分子可以采取合适的空间结构，但是只有一小部分碱基可以形成必要的特异碱基对。因此，我们具有选择性的碱基对次于平常的Watson–Crick碱基。“基于这些观察，我们开始研究为何天然碱基对它们所执行的功能来说是最佳的。”（生物通记者 小粥）