2021-07-21【编译】核酸系统间的功能传递：把RNA酶“变成”DNA酶!?

于生命起源的各种假说中，至今日仍无有力的结果可说明功能是如何在不同的系统间进行传承。然而，利用活体外演化技术将RNA酶（ribozyme）转换成DNA酶（deoxyribozyme），研究人员不但证明两种相似序列的巨分子系统间功能转移的可能性，也为难解的生命起源之谜提供了些许的线索。

从地球形成之初的一片混沌到第一个生命的出现，期间究竟发生了哪些事情一直是许多科学家想知道的事情。藉由巴斯德对于自然发生说的驳斥到达尔文的天择说，我们对于生命的起源这个大问题（BigQuestion）的答案也慢慢有越来越多的认识，而透过具有催化功能之RNA的发现，“RNA世界（RNAworld）”的假说也渐渐成为目前解释生命起源里最主流的说法。

尽管RNA同时具有可携带遗传讯息与催化的能力，使其被认为最适合作为早期的生命物质，但在RNA之前的生命物质为何、RNA如何将携带遗传讯息的能力传给目前的DNA及如何将酶催化等功能移转给蛋白质等问题却一直缺乏有力的假说。特别是功能（例如酶活性），由于其系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。

藉由活体外演化的技术，来自ScrippsResearchInstitute的研究人员成功证明了两种系统间除了遗传讯息可透过一对一对应之方式转移，在一定次数的突变下，功能也有可能在两系统间进行转移。于其实验中，研究人员以R3CRNA连接（由57个核酸所组成的RNA酶）为基础先合成了相对应的DNA序列，如所预期，初合成之DNA序列并不具任何催化活性。然而，在透过一定循环的活体外演化技术后，科学家成功地在试管中发现了一段具有和原始之RNA连接?活性相当的DNA序列，这证明了以核酸为基础之遗传讯息系统之间，除了遗传讯息可透过线性的方式进行传递，在一定次数的突变之下，功能也可以同样的方式在两系统间进行转移。

原学术论文：
NatashaPaul,GregSpringsteen,andGeraldF.Joyce,2006,ConversionofaRibozymetoaDeoxyribozymethroughInVitroEvolution,Chemistry&BIOLOGy,13,p.329–338