Nature|先有鸡还是先有蛋？生物起源假说之“RNA–peptide world”

DNA和RNA是构成活细胞遗传物质的主要信息载体，这使得核酸成为大多数生命起源理论的核心。特别是“RNA世界假说”认为，在DNA和蛋白质进化形成之前，RNA分子的自我复制既充当信息载体，又充当生化过程的催化剂。然而，这一假设并不能解释为什么、如何以及何时蛋白质取代RNA成为当前细胞中最大、种类最多样的催化剂。2021年7月13日Thomas Carell团队在《Nature》发表了题目为“A prebiotically plausible scenario of an RNA–peptide world”的文章，报道了RNA在早期地球上指导蛋白质出现的可能方式。

RNA世界概念是生命起源理论的最基本支柱之一，推测生命是从RNA分子越来越复杂的自我复制进化而来。RNA是如何进化到下一阶段，也就是蛋白质成为了生命的催化物质，RNA转而主要负责信息储存。这是在“先有鸡还是先有蛋”的进化假说中最神秘的问题之一。Carell说：“RNA世界的想法有很大的优势，它勾画出了一条使复杂的生物分子（如具有优化催化作用和信息编码特性的核酸）可以出现的途径”。RNA本身是一个复杂的大分子，除了编码遗传信息的四个经典碱基A、C、G和U之外，它还包含非经典碱基，其中一些具有非常不寻常的结构。这些非信息编码核苷酸对RNA分子的功能非常重要，它们极有可能是RNA世界的遗留物。Carell团队发现在转运RNA和核糖体RNA中存在非经典RNA碱基，能够直接在RNA上建立肽合成。同时提供了一个氨基酸或肽被装载到RNA分子末端核苷酸(供体链)的非经典碱基上的过程。这一化学反应的发现创造了复杂的多肽修饰RNA嵌合分子，这表明由于核糖体多肽合成的产生，早期存在一个“peptide–RNA world”。Carell说，有可能从来没有一个纯粹的RNA世界，RNA和肽从一开始就在一个共同的分子中共存。