就在不久前，一项发布在《PNAS》上的新研究把生命起源这个谜题撕开了一道口子。科学家们早就猜测，在大约43亿年前的地球上，可能存在着能够产生RNA的条件。毕竟这东西可是生物学发展的第一个信息分子，它既是遗传蓝图，又是化学催化剂。不过问题在于，当时的地球气氛主要是二氧化碳、氮、水蒸气和二氧化硫，这种环境怎么看都不像是个适宜化学反应的温床。原来这些气体都是被小行星撞击后的还原作用才有的，这次意外倒是暂时创造了有利于RNA形成的好条件。 研究人员发现了一个令人惊讶的现象：矿物硼酸盐原本被认为是“捣蛋鬼”，会附着在关键成分上妨碍反应。结果恰恰相反，硼酸盐不仅没有捣乱，反而帮忙清除了多余的副产品，还维持住了RNA合成所需的pH水平。所以这个不起眼的矿物实际上是反应的“助攻手”。这个结果让我们重新审视了RNA优先理论。 之前的一些假说都在讨论生命是怎么一步步出现的，“RNA世界”假说认为RNA最早出现，既能当催化剂又能当遗传物质。现在的研究进一步细化了这个想法，提出了一个叫做不连续合成模型（DSM）的新说法。这个模型把早期地球或火星的实际情况考虑进去，把RNA的形成过程分解成了六个相互关联的步骤。 首先是从大气中的气体转化成五碳糖（比如核糖），最后通过火山玄武岩玻璃的催化作用，把核苷酸前体连接成RNA链。之前的实验室实验虽然验证了每一个步骤，但大家都不确定在没有人类干预的真实自然环境里，这些步骤能不能顺利衔接起来。 为了搞清楚这个问题，团队在实验室里重现了古地球的地下水系统。他们把玄武岩放在容器里模拟干涸和淹没的过程，还在里面放了各种各样的化学物质。这时候大家最担心的是硼酸盐会不会抑制反应，但实验结果表明它不但没有捣乱，反而促进了反应并且去除了不想要的副产品。 在化学平衡条件下，反应把非常简单的分子转化成了可以生长到100-200个单位长度的RNA链。这说明这六步DSM反应途径完全可以在富含硼酸盐且被玄武岩包围的地下水系统中自然发生。 这些发现让我们离揭开生命起源之谜又近了一步。本文是由我们的作者Sanjukta Mondal撰写的，Sadie Harley负责编辑工作，Robert Egan进行了事实核查和审阅——这篇文章是我们团队认真工作的结果。如果您觉得这篇报道重要，请考虑支持我们（特别是每月捐赠）。