今天所有已知的有機體都使用同樣的遺傳分子來存儲信息，也就是核酸。核酸有兩種：DNA（脫氧核糖核酸）和RNA（核糖核酸）。哪種遺傳信息載體開啟了地球上的生命，DNA還是RNA？科學家已為此爭論了很久。一項最近發表在頂尖學術期刊《自然》上的研究首次通過實驗表明，在生命之初或許兩者都有，某些DNA和RNA的基本構件可以同時形成和共存於地球的“原始湯”中。

劍橋醫學研究委員會（MRC）分子生物學實驗室（LMB）的這項工作挑戰了關於生命起源的主流假說——“RNA世界”理論，該理論產生於20世紀60年代並被廣泛接受。

基因由DNA編寫“說明書”，DNA把信息轉錄為RNA，而RNA攜有製造蛋白質的說明。“RNA世界”理論認為，生命始於RNA分子：它既能儲存說明，也可以像個簡單機器一樣運作，這使其具有自我複制的潛力。該理論認為，經過演化，RNA世界的生命讓位於DNA和蛋白質的時代，因為DNA較RNA更為穩定持久。

在這項新研究中，研究者模擬了原始岩石地球上淺池的條件。他們將形成RNA的化學物質溶解於水中，隨後進行乾燥和加熱，再模擬早期太陽的輻射將其暴露於紫外線中。

在這場對早期地球化學的再現之中，合成兩種RNA基本組成部分的中間體同時也轉化為DNA的兩種基本組成部分。具體來說，核酸的四種基本構件，可以自相同條件及反應物中產生：胞苷（cytidine，C）和尿苷（uridine，U），是兩種RNA的組成部分；脫氧腺苷（deoxyadenosine ，dA），是DNA的組成部分。脫氧腺苷部分轉化為脫氧肌苷（deoxyinosine，dI），是另一種DNA構件。

模擬早期地球化學的實驗產生了2種核糖核酸構件和2種脫氧核糖核酸構件

“至關重要的是，兩種DNA核苷可以與U和C形成鹼基對。”《自然》刊發的評論指出，“因此，U、C、dA和dI構成了一個完整的遺傳字母表。”這也可能是原始地球上最初的遺傳字母表。

“RNA世界假說認為：生命始於RNA，後來發生了遺傳替代——包括原始生物合成機制和自然選擇——結果產生了DNA。” 領導此項工作的科學家John Sutherland教授說，“我們的工作表明，在與原始淺池一致的條件下，混合有RNA和DNA基本成分的遺傳系統在生命的黎明是共存的。要讓生命在地球上自發出現，這滿足了一個很多人視作關鍵的前提。 ”

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研究人員相信，這四種構件在生命演化出來以前已經共存，是原始遺傳字母表的開端。Sutherland教授補充道：“核酸——RNA和DNA——互有關聯，這項工作表明它們是從某個混合先祖分化而來，而不是一個產生另一個。”

“遺傳信息總是從核酸到蛋白質而不是反之，這被稱為分子生物學的’中心法則’。因此我們現在需要做的是搞清楚：核酸存儲和傳遞的那些信息，一開始如何被用於製造蛋白質。”

理解生命的化學起源是自然科學的基礎，並且能為未來合成生物學設計帶來啟迪。MRC分子和細胞醫學部門主管Megan Dowie博士評論說，“這項研究表明，無法立即得到應用的所謂’藍天研究’能揭示生命起源之初的迷人見解，也展現了支持基礎研究的重要性。生命科學的這類基礎性發現，將使人工生物學激動人心的未來戰略成為可能。”