45个碱基的微型RNA可实现自我复制
2026年2月13日,英国《科学》杂志刊发重要研究成果:由45个碱基组成的RNA分子QT-45首次实现了自我复制功能。该核酶通过碱基配对机制完成模板依赖性合成,其发现可能为生命起源研究提供关键证据。
研究突破
生命起源研究长期存在RNA能否自我复制的核心争议。常规核酶长度超过100个碱基,而自发生成如此长的RNA分子在原始地球环境中极不现实。此次发现的QT-45仅45个碱基,通过18轮筛选获得,能在含有所有可能三碱基序列的混合物中完成自我复制,尽管过程耗时数月且复制保真度约95%。
技术特性
QT-45展现出多项独特性能:
1. 可连接不同长度的RNA片段(2-3个碱基)
2. 半衰期超过100天
3. 对模板序列要求较宽松
4. 中心序列区域突变容忍度极低
研究团队通过盐水冰晶环境促进反应,在10^13个分子中筛选出3种不同类型的连接酶。作者推测该大小的RNA序列中可能存在约10^11个具有连接功能的变体,暗示生命起源的可行性高于预期。
研究意义
该成果颠覆了传统RNA聚合酶逐个碱基添加的运作模式。研究显示,45碱基的RNA在原始环境中更易形成,其利用短片段合成机制可能更贴近早期生命诞生的真实条件。科学家指出,通过更深入的实验室优化,这类核酶效率有望显著提升。
编辑点评
该发现对生命科学领域具有里程碑意义,其重要性体现在三个维度:
1. 生命起源理论验证
研究突破了RNA分子需长链才能自我复制的传统认知,45个碱基的长度更符合地球早期化学进化条件。若能证明这类短链RNA可构成原始代谢系统,将直接支持"RNA世界"假说的科学合理性。
2. 合成生物学技术突破
QT-45的非序列依赖特性为人工生命系统构建提供了新范式。其利用短碱基片段的合成方式,可能启发新型生物制造技术,特别是在极端环境适应性研究方面具有应用潜力。
3. 国际科研竞争格局
英法联合团队采用创新筛选策略,较传统实验室合成方法效率提升数个数量级。这种基于环境模拟的筛选技术可能引发全球生命科学领域的研究方法革新,推动多国加大原始创新投入。
值得注意的是,该技术当前仅处于实验室验证阶段,距离实际应用仍有距离。但其理论突破已为合成生物学、生物医药等产业提供了新的研究坐标系,未来可能引发跨学科技术融合创新。