QT45 — 在冰中发现的一种具有 45 个单元自我复制的 RNA

关键发现：一种可以自我复制的微小 RNA 分子

在原始冰冷的口袋里，冻融循环可以极大地提高溶质浓度，创造类似微型反应器的条件，就像冷藏配送中心集中和移动货物一样。

剑桥 MRC 分子生物学实验室 (LMB) 的研究人员发现了一种小 RNA 分子 QT45，它仅由 45 个化学单元组成。这种分子可以复制 RNA 链，甚至可以在微碱性、冰冻条件下合成自身。QT45 比其他核酶（通常超过 150 个单元）短得多，因此更有可能在早期地球上自发形成。

QT45 的发现

这一发现源于一个系统的选择过程，研究人员创建了一个巨大的随机 RNA 序列库——大约一万亿个变体——并让它们经历重复的选择和突变循环。他们保留了显示出任何复制活性的序列，并在多轮循环中对其进行进化。最终，凝胶上出现了一个清晰的复制带，表明 QT45 的出现。

实验亮点：

• 随机文库：筛选了约 1,000,000,000,000 个序列
• 选择方法：迭代富集复制活性
• 结果：QT45 在多个选择周期后出现
• 截断：功能保留至约 35 个单元，但效率降低
• 环境：在寒冷、微碱性、冻融条件下观察到活性

QT45 与典型核酶的比较

以下是 QT45 和较长核酶的比较：

冰冻环境：它们的重要性

当水结冰时，杂质会浓缩成冰晶之间的液体脉络。这会加速反应并稳定脆弱的分子，如 RNA。研究团队认为，具有冷热交替条件的环境，如极地地区附近的热液池，会产生浓度、热激活和 pH 值变化的循环。这些循环就像物流中心，在那里货物被处理和移动。

这对科学意味着什么

QT45 表明 RNA 自我复制可能始于更少的材料和更简单的过程。这对以下方面有影响：

• 实地研究计划：在寻找原始复制器时，优先考虑冰冷或热波动的环境。
• 远程科学的物流