科学家发现古老“RNA世界”遗迹
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耶鲁大学研究人员Ronald Breaker
一些细菌能够四处“游动”,变形成新的形态,有时甚至变为剧毒性的,而所有这一切并不需要DNA的参与。美国科学家近日阐释了细菌如何完成这些令人吃惊的行为,为理解地球最初生命的形态提供了帮助。相关论文发表在7月18日的《科学》(Science)杂志上。现今,蛋白质几乎执行了所有生命的细胞功能。但是许多科学家相信情况并非全都如此,并且已经发现了RNA在细胞活性调节中发挥重要作用的许多例子。那么,RNA是如何调节基因的呢?在最新的研究中,美国耶鲁大学的Ronald Breaker和同事发现,仅有两个核苷组成的名为cyclic di-GMP的RNA分子能够激活一个更大的RNA结构——核糖开关(riboswitch)。核糖开关能够调控大量的生物活性,它们位于信使RNA的单链上并传输DNA的遗传指令,能够独立决定该激活细胞里的哪些基因,而这曾被认为是蛋白质独有的能力。Breaker实验室已经用化学方法制造出了核糖开关。而自2002年以来,已经发现了大约20种天然的核糖开关,其中大部分都藏在DNA的非基因编码区。Breaker说:“我们曾预测存在着一座古老的‘RNA之城’,最终我们成功地发现了它。”此次研究有助解释与生命起源有关的问题。研究人员相信,数十亿年前,包含RNA的单链核苷是生命的最初形式,执行了目前由蛋白质完成的一些复杂的细胞功能,他们将其称作“RNA世界”(RNA World)。Breaker认为,核糖开关在细菌中高度保存,表明了它们的重要性和古老血统。Breaker表示,理解RNA的工作机制还能导致新的医疗手段。比如,模拟cyclic di-GMP的分子能够用于解除霍乱等细菌感染。
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