看核酸变魔术：将核酶变成脱氧核酶

　　

生物通报道：来自美国斯克利普斯研究院（Scripps Research Institute，TSRI）的研究人员通过一个体外进化加速过程（a process of accelerated in vitro evolution）成功将一个核酶（ribozyme）转换成了脱氧核酶(deoxyribozyme），证明了这两种序列相似的分子系统间功能转移的可能性，也为RNA世界（RNA world）起源假说提供了新的证据。这一研究成果公布在4月Chemistry & Biology杂志上。

有关于生命起源的问题，DNA，RNA和蛋白质的关系就象连环套，谁先谁后就如同先有鸡还是先有蛋一样难以捉摸。近年来经过科学家的不断努力，终于发现RNA可以自我复制，因此而产生“RNA世界”假说。20世纪80年代，科学家就已经设法在生物体内合成RNA，使得这一假说开始有了真实性。这一假说认为在40亿年前的太古代，地球上某些地方已经诞生了同RNA自我复制系统——“RNA世界”，之后RNA不但能与无机物合成，而且能与原始地球上出现的蛋白质互相作用，迎来它们的共生时代——“RNA一蛋白质世界”，逐渐形成原始生命。接着以RNA为模板合成DNA和蛋白质，RNA又将大多数催化功能交给具有更高活性的蛋白质，将遗传物质传递功能交给了在化学性上更稳定的DNA。久而久之终于变成了现在的生物世界，也就是“DNA世界”。

但是在RNA之前的生命物质为何和如何将携带遗传信息的能力传给目前的DNA及将催化等功能移转给蛋白质等问题却一直缺乏有力的假说，特别是在功能方面，由于这取决于三度空间之排列方式，功能并无法如遗传讯息般，可经由配对（base-pairing）方式有效地在DNA与RNA之间以线性方式传递，造成生物分子间的功能传递机制始终不明。

美国斯克利普斯研究院的Gerald F. Joyce等人首先在R3C RNA（由57个核酸所组成的核酶）的基础上先合成相对应的DNA序列，当然这一合成的DNA序列并不具任何催化活性。然后通过体外活体进化技术，研究人员成功地在试管中发现了一段具有和原始的核酶活性相当的DNA序列，这证明了以核酸为基础的遗传信息系统之间除了遗传信息可通过线性的方式传递，在一定次数的突变基础上，功能也可以同样的方式在两系统之间进行。
（生物通：张迪）

（图片说明：Professor Gerald F. Joyce's ）

原文：
Natasha Paul, Greg Springsteen, and Gerald F. Joyce, 2006, 
Conversion of a Ribozyme to a Deoxyribozyme through In Vitro Evolution, 
Chemistry & Biology, 13, p.329–338