英國(guó)倫敦大學(xué)學(xué)院科學(xué)家?guī)ьI(lǐng)的國(guó)際團(tuán)隊(duì)在近日出版的《自然·通訊》雜志發(fā)表論文稱(chēng),他們首次證明,構(gòu)成RNA(核糖核酸)的嘌呤類(lèi)核苷酸和嘧啶類(lèi)核苷酸能利用早期原始材料合成的化學(xué)機(jī)制相同,且這兩種類(lèi)型的堿基形成于同一種前體分子,新研究使人類(lèi)距揭示地球生命起源之謎更近了一步。
核苷酸是構(gòu)成DNA(脫氧核糖核酸)和RNA等所有生命物質(zhì)的重要結(jié)構(gòu),認(rèn)識(shí)核苷酸早期形成機(jī)制是破譯生命起源中長(zhǎng)期懸而未決密碼的重大挑戰(zhàn)。核苷酸分子主要由磷酸、核糖和堿基構(gòu)成,RNA的堿基主要有A和G兩種嘌呤及C和U兩種嘧啶。之前的研究認(rèn)為,嘌呤類(lèi)核苷酸和嘧啶類(lèi)核苷酸只能在兩種完全不同的條件下分別合成,但合成RNA同時(shí)需要嘌呤和嘧啶兩種核苷酸,這使科學(xué)家們50多年都沒(méi)能合成出生命之初的RNA。
在新研究中,倫敦大學(xué)學(xué)院化學(xué)家馬修·波納和美國(guó)哈佛大學(xué)、麻省總醫(yī)院的同行們合作首次證明,嘌呤和嘧啶能在同一個(gè)糖類(lèi)支架上依次相連形成核苷酸分子。他們發(fā)現(xiàn),構(gòu)成嘌呤核苷酸的8-氧-腺嘌呤和8-氧-鳥(niǎo)嘌呤,能在與嘧啶核苷酸完全相同的化學(xué)條件下形成,且同一種化學(xué)前體分子能同時(shí)生成嘌呤類(lèi)和嘧啶類(lèi)兩類(lèi)核苷酸。
研究人員表示,他們發(fā)現(xiàn)的化學(xué)機(jī)制表明,嘌呤和嘧啶這兩類(lèi)分子,在形成生物重要組分——核酸的過(guò)程中,遵循同樣的立體化學(xué)原理。這意味著,8-氧-嘌呤核苷酸可能還在形成嘧啶核酸過(guò)程中起重要作用。
嘌呤和嘧啶核苷酸通過(guò)特殊化學(xué)作用相互結(jié)合,從分子水平復(fù)制和傳遞生物信息,從而在生物遺傳、復(fù)制和進(jìn)化中意義重大。因此,科學(xué)家們認(rèn)為,理解核苷酸的起源是理解生命起源的關(guān)鍵。波納團(tuán)隊(duì)接下來(lái)會(huì)進(jìn)一步研究8-氧-嘌呤傳遞信息的背后機(jī)制,從而讓生命最初的化學(xué)反應(yīng)機(jī)制更清晰可見(jiàn)。(記者聶翠蓉)