何十億年も前に、生命を失った激動する地球上の分子が混合し、最初の生命体を形成しました。後で、自分自身の始まりを理解しようとする実験室実験に、より大きく、よりスマートな生命体が群がっています。
生命は分子の単純な鎖から生まれたと言う人もいれば、初期の化学反応が自己複製するRNAを形成したと言う人もいます。 DNAの親戚であるRNAは、遺伝情報のデコーダーまたはメッセンジャーとして機能します。
新しい研究は、「RNA世界仮説」として知られている、RNAアイデアの証拠を提供します。しかし、初期のRNAの少なくとも1つの成分は、現代の形で見られるものとは異なる場合があります。
現代のRNAは、糖とリン酸の骨格とともに、4つの主要なビルディングブロックで構成されています。アデニン（A）、シトシン（C）、グアニン（G）、ウラシル（U）と呼ばれる核酸塩基です。
しかし、初期のRNAには、現代の形態の一部ではない核酸塩基が1つあった可能性があることがわかりました。
研究者たちは、小さなプラスチック製のチューブに、pHの塩基性イオンとマグネシウムイオンを維持するために、水、少量の塩、緩衝液を入れて反応を加速させました。これらの条件は、淡水湖や池、クレーター湖、またはイエローストーン国立公園などの火山地域にある種類の湖やプールで見られるものと似ています。
次に、研究者は、プライマーと呼ばれる小さなRNAを、テンプレートと呼ばれるより長いRNAに接続して追加しました。新しいRNAは、プライマーが塩基対合を介してテンプレートRNAをコピーするときに作成されます。核酸塩基は互いに一意に一致します。 CはGとのみバインドし、AはUとのみバインドします。
研究者たちは、核酸塩基（A、C、G、U）を追加して、テンプレートに結合し、それによって短い断片であるプライマーを伸長できるようにしました。結果は、最新のRNAの成分では、RNAがエラーなしで形成および複製するのに十分な速さで反応が機能しないことを示しました。
しかしその後、研究者らはグアニンベースの分子の代わりに、イノシンと呼ばれる別の化学物質を混合物に加えました。その後、RNAがグアニンと混合した場合よりもわずかに正確に形成および複製できることを発見して、研究者たちは驚きました。
このミックスは、いわゆる「エラーカタストロフィ」を引き起こしませんでした。つまり、レプリケーションの突然変異またはランダムなミスはしきい値を下回り、蓄積する前にそれらを確実に排除できました。
「誤りの大災害の問題を克服するという事実は重要性の重要なテストです」と研究に参加しなかったカリフォルニア大学サンタクルーズの生物学者であるデービッド・ディーマーは言った。彼の唯一の問題は、イノシンが他の代替塩基よりも原始的なRNAの作成においてもっともらしいという主張であるとDeamerは述べた。 「これは非常に広義の主張であり、非常に特異的な化学反応に基づいている」ため、他の塩基を除外すべきだと彼はまだ考えていません。
しかし、イノシンは別の塩基対であるアデニンから簡単に派生できるため、グアニンをゼロから作成する必要があった場合よりも、生命を生み出すプロセスが「簡単」になります。研究の一部でもなかった英国の分子生物学研究所。
調査結果は「イノシンが役に立たなかったはずの従来の知恵」を打ち破る、とサザーランドはLive Scienceに語った。イノシンは、遺伝情報を解読するトランスファーRNAと呼ばれるRNAの形で非常に特殊な働きをするため、この評判を得ています。
イノシンは「ぐらつき」、または単一の塩基対ではなく、さまざまな塩基対に結合すると考えられていました。イノシンが何に結合するかについて明確な方向性がなかったので、それはそれを新しいRNAを形成するためのユニークな指示を与えるための貧弱な分子にしたでしょう。それで、「私たちの多くは、それがイノシンの固有の特性であると誤って考えていました」とサザーランドは言いました。しかし、この研究は、RNAが最初に出現した初期の世界の状況では、イノシンがぐらつくことはなく、代わりにシトシンと確実に対になることを示した、と彼は付け加えた。
「今ではすべてが理にかなっていますが、以前の結果に基づいて、イノシンがうまく機能することを期待していませんでした」と、ハーバード大学の化学および化学生物学教授である上級研究者のジャック・ゾスタック氏ノーベル賞受賞者。
Szostakと彼のチームは現在、その原始的なRNAが他のどのように現代のRNAと異なるのか、そしてそれが最終的にどのように現代のRNAに変わったのかを理解しようとしています。また、研究室の多くは、酵素が進化する前にRNA分子がどのように複製されるかに焦点を当てています。 （酵素は化学反応を加速するタンパク質です。）
「これは大きな課題です」とSzostakはLive Scienceに語った。 「私たちは多くの進歩を遂げましたが、まだ未解決のパズルがあります。」
サザーランドはまた、分野は一般に純粋な「RNA世界仮説」から、生命を生み出した大釜に混合されたより多くの成分を見るものに移行していると指摘しました。これらには、脂質、ペプチド、タンパク質、エネルギー源が含まれます。彼はまた、研究者の頭の中で、「以前よりも純粋なRNAの世界ではない」と付け加えました。
