硫脲才是地球生命的起源？

1981年度諾貝爾化學獎獲得者吉爾伯特（W. Gilbert）提出了「RNA世界」的假說。它指的是：

在生命起源的某個時期，生命體僅由一種高分子化合物RNA組成。遺傳信息的傳遞建立於RNA的複製，其複製機理與當今DNA複製機理相似，作為生物催化劑的、由基因編碼的蛋白質還不存在。

大多數科學家都認為：地球生命存在之前，是核糖核酸（RNA）「統治」著世界。也就是RNA才是生命的源頭，也是唯一的遺傳物質，即「RNA世界假說（RNA World hypothesis）。但是，一些科學家們對這一理論產生質疑，認為忽略了RNA的「表親」——脫氧核糖核酸（DNA）。

半個世紀以來，生物學家對「RNA世界假說」的理論充滿信心，認為世界上第一個細胞的產生就歸因於RNA的某種化學反應，因為生物化學的理念本身就可歸結為DNA、RNA和蛋白質之間的相互作用，而RNA的簡單結構與高生物活性確實有可能通過自我複製獨立完成世界上第一次生化反應。

但是，RNA世界假說並不是唯一合理的理論。例如，蛋白質也可以實現自我複製，更不用說DNA了。目前，來自英國和美國的化學家已經證明了在原始環境中構建RNA和DNA的可能性，並展示了如何通過幾個簡單的步驟將RNA轉化為DNA分子，且這個簡單的過程中不需要添加任何酶。這一發現迫使科學家對生命起源進行重新的思考。

來自美國斯克里普斯研究所的Ramanarayanan Krishnamurthy表示：「一些新發現表明人們在探尋地球生命起源時受到了RNA世界假說錯誤的誘導暗示，事實證明該假說可能並不合理。」

Krishnamurthy認為，單純的RNA演化成DNA的過程中可能會形成某種雜合分子，在這個交接期內，DNA和RNA都在執行類似的自我複製任務。但研究人員發現，這種雜合分子不如單純的RNA和DNA分子鏈穩定。於是科學家們產生了一個疑問：為什麼複雜的高級生物一定要從RNA中發展而來呢？

對於這個疑問，一個可能的答案是：根本沒有純粹的RNA世界起源，而是RNA和DNA兩種分子之間相互競爭，直到DNA從中勝出，並成為最終指導生命演化的物質。但這些豐富的DNA分子又來自哪裡呢？Krishnamurthy認為，很可能來自硫脲（CH4N2S）這種含硫化學物質。

科學家已經證明，硫脲可能在幾個演變階段中反應形成脫氧腺苷，而脫氧腺苷是DNA分子的骨架，與遺傳密碼的一個鹼基相連接。研究人員認為類似的過程還可以產生脫氧核糖。

RNA世界假說、小行星假說、神創論…對於地球生命起源的議題而言，至今沒有一個定論。在今天的生命形式中，DNA-RNA-Pro早已形成了一個相互依存、無法割裂的循環，難以甄別誰才是生命演化的起點。

一些人認為RNA才是生命的開端，也即這個圓圈的起點。但是，許多疑問依舊存在。

第一，誰會相信在地球生命演化的一開始，就會出現複雜而神奇的RNA分子呢？除非那就是哈榮·雅荷雅所說的神造的分子了！

第二，RNA世界假說依然無法說明細胞是如何產生的，而只有細胞（或前細胞）才是真真意義上的生命！

第三，為何同時具備信息與催化功能才可作為生命的開端，其依據何在呢？

第四，生物個體是達爾文選擇的基本單位，那對大分子來說，什麼才是選擇的方向性呢？

第五，雖然生命的起源充滿隨機性，但不能沒有方向性,必須受到目的性或動因的牽引。那什麼才是生命起源最原始的動因呢？

作者/朱張航宇

參考文獻：Prebiotic phosphorylation of 2-thiouridine provides either nucleotides or DNA building blocks via photoreduction, Nature Chemistry (2019)

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