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顛覆性研究:比DNA更古老的生命密碼

你知道嗎?從微小的細菌到巨大的藍鯨,地球上所有生命都共用一套“生命密碼”。這套密碼就像一本食譜,告訴細胞如何把DNA或RNA裡的四種“字母”(核苷酸)變成20種“食材”(氨基酸),最後做出維持生命所需的“大餐”(蛋白質)。
科學家們一直以為,這是生命唯一的“烹飪方法”。但最近,《Science Alert》網站報道了一項顛覆性的研究,說在DNA成為“主廚”之前,可能還有別的“食譜”!這項研究由美國亞利桑那大學的博士生索森•韋比(Sawsan Wehbi)領銜。
他們發明了一種新方法,專門研究蛋白質裡的“零件”(蛋白質域)。這些“零件”比完整的蛋白質更古老,可以追溯到生命最初的樣子。
透過研究這些“老古董”,科學家們發現,大約40億年前,所有生命的“老祖宗”(LUCA)更喜歡用“小個子”氨基酸,比如甘氨酸和丙氨酸。而那些“大塊頭”氨基酸,像色氨酸和酪氨酸,是後來才加入“食譜”的。
最讓人驚訝的是,含硫氨基酸(比如半胱氨酸和蛋氨酸)出現的時間比我們想的要早得多。這推翻了1952年尤里-米勒實驗得出的結論。那個實驗模擬了早期地球的環境,做出了很多氨基酸,但沒做出含硫的,所以科學家一直以為含硫氨基酸是後來才有的。
但亞利桑那大學的丹特•勞雷塔教授說,尤里-米勒實驗沒考慮早期地球可能有硫。實際上,早期生命可能“很愛吃硫”。這個發現給我們在火星、土衛二這些“硫磺星球”上找外星生命提供了新思路。
更神奇的是,科學家在很多古老的蛋白質裡發現了“晚到”的氨基酸。亞利桑那大學的梅塞爾教授說,這可能意味著在現在的“生命密碼”之前,還有過別的版本。雖然這些“老版本”可能已經消失了,但它們留下的“痕跡”還藏在最古老的蛋白質裡。
這項研究不僅改變了我們對地球生命“密碼”的看法,還為尋找外星生命打開了新的大門。如果早期生命用過不同的“密碼”,那生命的起源可能不像我們想的那麼特別和偶然。也許生命可以在各種環境中,用不同的“配方”和“密碼”出現。
就像勞雷塔教授說的,這些發現不僅能幫我們理解地球生命的歷史,還能指導我們尋找外星生命。也許在火星的冰層下,或者土衛二的海洋裡,就藏著用不同“密碼”的生命呢!

這項發表在《美國國家科學院院刊》的研究,向科學界丟擲了一個大問題:我們知道的“生命密碼”,真的是唯一的嗎?答案可能還要等很久才能揭曉。
這項研究之所以重要,它挑戰了我們對生命起源和遺傳機制的傳統認知,並可能徹底改變我們對生命演化的理解。因為它不僅幫助我們理解地球生命的演化歷史,還為未來的科學研究提供了新的工具和方法。例如,透過分析古老蛋白質域,科學家可以更深入地探索生命的早期演化過程。
這項研究還可能為合成生物學和基因工程提供新的靈感,幫助我們設計新的遺傳系統或改良現有的生物技術。
生命的奧秘遠比我們想象的更加複雜和奇妙,而科學探索的腳步也永遠不會停止。
參考:https://www.discovermagazine.com/the-sciences/our-understanding-of-rules-that-produce-lifes-genetic-code-may-require-a || https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov || https://www.sciencealert.com/


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