生命起源時(shí)復(fù)雜生化系統(tǒng)如何演化？Nature Chemistry 最新研究提出分子拼裝假說

原標(biāo)題：生命起源時(shí)復(fù)雜生化系統(tǒng)如何演化？Nature Chemistry 最新研究提出分子拼裝假說
文章來源：人工智能學(xué)家
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生命起源：從簡(jiǎn)單分子到復(fù)雜生化系統(tǒng)的分子拼裝假說

生命起源是一個(gè)復(fù)雜的問題，涉及從簡(jiǎn)單分子到像蛋白質(zhì)翻譯這樣高度復(fù)雜系統(tǒng)的演化。傳統(tǒng)的RNA世界理論雖然解釋了部分問題，但在解釋復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)一步進(jìn)化方面存在局限性。近期發(fā)表在《自然-化學(xué)》上的一篇觀點(diǎn)文章提出了“分子拼裝假說”（molecular bricolage），為理解這一過程提供了新的視角。

1. 分子拼裝假說的核心

   該假說認(rèn)為，復(fù)雜系統(tǒng)的組成部分最初并非為了其現(xiàn)代功能而進(jìn)化，而是為了其他用途。這些部件通過偶然的關(guān)聯(lián)，逐漸形成新的功能，最終演化為高度復(fù)雜的系統(tǒng)。文章提出了一個(gè)兩階段模型：初始階段，各個(gè)部件為特定早期功能進(jìn)化，與最終功能無關(guān)；組合階段，這些部件偶然結(jié)合，展現(xiàn)出新的功能，并因其適應(yīng)性優(yōu)勢(shì)而被自然選擇強(qiáng)化。

2. 支持分子拼裝假說的證據(jù)

   文章列舉了多個(gè)實(shí)驗(yàn)和化學(xué)機(jī)制來支持這一假說，包括：非酶促RNA復(fù)制中氨酰化RNA的作用；肽和RNA的相互作用增強(qiáng)RNA穩(wěn)定性或催化反應(yīng)；原始核糖體最初可能并非用于蛋白質(zhì)合成，而是作為RNA復(fù)制酶。

3. 分子拼裝假說的應(yīng)用

   該假說不僅可以應(yīng)用于蛋白質(zhì)翻譯的起源，還可以解釋其他生命起源問題，例如代謝網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展和原始細(xì)胞的形成。實(shí)驗(yàn)和計(jì)算分析表明，代謝網(wǎng)絡(luò)可能通過重新利用現(xiàn)有路徑而擴(kuò)展；脂質(zhì)與RNA的相互作用可以增強(qiáng)分子功能，為原始細(xì)胞的形成提供支持。

4. 分子拼裝假說的意義

   該假說提供了一種全新的視角來理解復(fù)雜系統(tǒng)的起源。它將復(fù)雜系統(tǒng)分解為易于研究的子模塊，為設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)提供了明確方向。文章也指出，未來研究需要更多關(guān)注“為什么進(jìn)化”的問題，而不是僅僅關(guān)注“如何實(shí)現(xiàn)”。

5. 未來研究方向

   分子拼裝假說有望推動(dòng)化學(xué)家和生物學(xué)家在生命起源領(lǐng)域的進(jìn)一步合作。通過深入研究各個(gè)子模塊的早期功能及其組合方式，我們可以更深入地理解生命起源的深層次問題。

總而言之，分子拼裝假說為生命起源研究提供了一個(gè)全新的框架，它強(qiáng)調(diào)了偶然性、功能重組和自然選擇在復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)化中的重要作用，為未來的研究提供了新的思路和方向。

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