科學家設計出首個長鏈RNA人工合成酶

　　來自英國劍橋醫學研究學會(Medical Research Council，MRC)分子生物學實驗室的研究人員設計了一種RNA合成酶，這種酶能組裝合成多達約95個核苷酸長度的RNA，這對于揭開RNA世界的奧秘具有重要意義。這一研究成果公布在《科學》(Science)雜志上。

　　關于生命起源的問題，DNA，RNA和蛋白質的關系就象連環套，誰先誰后就如同先有雞還是先有蛋一樣難以捉摸。近年來經過科學家的不斷努力，終于發現RNA可以自我復制，因此而產生“RNA世界”假說。20世紀80年代，科學家就已經設法在生物體內合成RNA，使得這一假說開始有了真實性。這一假說認為在40億年前的太古代，地球上某些地方已經誕生了RNA自我復制系統——“RNA世界”，之后RNA不但能與無機物合成，而且能與原始地球上出現的蛋白質互相作用，迎來它們的共生時代——“RNA一蛋白質世界”，逐漸形成原始生命。接著以 RNA為模板合成DNA和蛋白質，RNA又將大多數催化功能交給具有更高活性的蛋白質，將遺傳物質傳遞功能交給了在化學性上更穩定的DNA。久而久之終于變成了現在的生物世界，也就是“DNA世界”。

　　根據“RNA世界”假說，在基于DNA的生命出現之前，RNA可能曾經在生物學的過程中扮演過主要的遺傳和催化作用的角色。一種本身為RNA多聚酶的核酶(它可以復制并轉錄原始的RNA基因組)是這一假說的關鍵。以往的研究產生了R18 RNA多聚酶，它有著有限的多聚酶活性，并能合成至多14個核苷酸的RNA。

　　在這篇文章中，研究人員以這種R18核酶為基礎，設計了一種能組裝合成多達約95個核苷酸長度的RNA合成酶，這種新的酶還能夠合成比母體R18核酶更為廣譜的RNA序列，其中包括一個具有酶活性的RNA。同期《科學》雜志上，Micahel Yarus以“Climbing in 190 Dimensions”點評了研發出這種酶的方法。

　　另外有關核酶的研究也不少，近期美國西北大學的就利用X射線，成功地在原子水平上觀察到RNA如何相互作用并生成蛋白結晶，這一成果公布在《自然》雜志上。

　　通過這項研究，研究人員得到了RNase P是如何識別、結合以及剪切tRNA的詳細過程。RNase P通過構型互補與堿基配對等相互作用，完成大部分的tRNA識別過程，RNase P中的蛋白對識別tRNA起到輔助作用。之后，RNase P靠近tRNA，在金屬離子協助下，切斷其一個化學鍵，使tRNA斷成較小RNA分子，以滿足細胞活動所需。