【导语】生命起源的奥秘一直是科学界探索的热点。蛋白质作为生命功能的主要执行者，其合成过程离不开DNA的储存与RNA的传递。然而，在生命诞生的初期，没有细胞、核糖体甚至酶的存在，蛋白质是如何形成的？近日(rì)，英国伦敦大学学院化学家马修·波纳团队在《自然》杂志上发表的研究揭示了这一谜团。他们发现，在接近原始地球条件的水环境中，RNA与氨基酸可以通过自发化学反应结合，形成关键中(zhōng)间(jiān)体(tǐ)，这(zhè)一(yī)过(guò)程(chéng)由(yóu)小(xiǎo)分(fēn)子(zi)硫(liú)醇(chún)催(cuī)化(huà)，无(wú)需(xū)复(fù)杂(zá)酶(méi)系(xì)统(tǒng)。这(zhè)一(yī)成(chéng)果(guǒ)为(wèi)“RNA世(shì)界(jiè)假(jiǎ)说(shuō)”提(tí)供(gōng)了(le)新(xīn)的(de)化(huà)学(xué)支(zhī)撑(chēng)，并(bìng)可(kě)能(néng)对(duì)人(rén)工(gōng)生(shēng)命(mìng)系(xì)统(tǒng)构(gòu)建(jiàn)、原(yuán)位(wèi)蛋(dàn)白(bái)质(zhì)合(hé)成(chéng)技(jì)术(shù)及(jí)新(xīn)型(xíng)药(yào)物(wù)递(dì)送(sòng)等(děng)领(lǐng)域产(chǎn)生深远影响。然而，生命起源的问题依然复杂，尚待更多探索。
·生命的第一缕火花或许就蕴藏在这种看似简单的化学必然性之中。
蛋白质是生命功能的主要执行者，几乎所有细胞都依赖它们。而蛋白质的“组装说明书”则储存在DNA中，由RNA负责“抄写”和“送达”，最终在细胞的“工厂”核糖体生产出来。这就产生了一个“先有鸡还是先有蛋”的问题：在生命诞生的最初，没有细胞、没有核糖体，甚至没有酶，蛋白质是怎么出现的？
近日，英国伦敦大学学院（UCL）化学家马修·波纳(nà)（Matthew Powner）团队在《自然》（Nature）发表研究，首次在接近原始地球条件的水环境中，让RNA与氨基酸通过自发化学反应结合起来，形成了通向蛋白质合成的关键中间(jiān)体。
他们发现，这一过程并不需要现代生命的复杂酶系统，而是由一种可能广泛存在于早期地球的小分子——硫醇（thiol） 来完成。
氨基酸是组成蛋白质的基本原料。在现代细胞中，RNA与氨基酸的结合由氨酰tRNA（转运RNA）合成酶精确操作，这一步叫“RNA氨酰化”。这种酶就像一个极其严格的仓库管理员，确保每个tRNA“搬运工”都领到了与自(zì)己(jǐ)“订(dìng)单(dān)”（遗(yí)传(chuán)密(mì)码(mǎ)子(zi)识(shi)别(bié)区(qū)）完(wán)全匹配的“货物”（氨基酸）。一旦连接完成，这些tRNA就准备好进入核糖体“工厂”参与蛋白质生产了。
而在没有这些酶的早期地球，如何让氨基酸安全、有效地“搭上”RNA？研究团队发现，氨酰-硫醇（aminoacyl-thiol）这一特殊中间体能够起到关键作用。
硫醇是一类含硫的小分子，在现代生命的新陈代谢中非常重要。研究人员发现，如果让氨基酸先和硫醇结合，就能在中性的水环境中选择性地把氨基酸转移到RNA分子的末端“二醇位点”上。
这一过程几乎不会乱生成其他副产物。这种精准度很关键，因为随意拼接出的乱序短肽基本不可能具备稳定功能，更不用说产生早期的生命。
研究人员们用实验证明，这些氨酰-硫醇可以在早期地球的湖泊或冰冻水体中自然生成——甚至不需要高温高压或复杂原料。
这一过程的神奇之处在于，同样的水环境、同样的pH值，只通过调整活化方式就能决定是“加载”还是“拼接”。
多年来，科研界在“RNA世界假说”和“蛋白质先行论”之间争论不休。而这一成果给了“RNA世界”新的化学支撑——RNA不仅早期就能存储和传递信息，还具备可控地“雇佣”氨基酸的能力(lì)。
虽(suī)然(rán)这(zhè)项(xiàng)工(gōng)作(zuò)主要(yào)瞄(miáo)准(zhǔn)“生(shēng)命(mìng)是(shì)如(rú)何(hé)开(kāi)始(shǐ)”的(de)大(dà)问(wèn)题(tí)，但(dàn)其(qí)影(yǐng)响(xiǎng)可(kě)能(néng)远(yuǎn)超(chāo)生(shēng)命(mìng)起(qǐ)源(yuán)学(xué)本(běn)身(shēn)。掌(zhǎng)握(wò)这(zhè)种(zhǒng)温(wēn)和(hé)可控的“RNA-蛋白质”化学链接机制，有望在未来被应用于人工生命系统构建、原位蛋白质合成技术，甚至新型药物的精准递送。
生命的第一缕火花或许就蕴藏在这种看似简单的化学必然性之中。然而研究者们也表示，生命起源的问题还有待更多的探索。该研究揭示的反应所需的泛硫乙胺浓度(dù)可(kě)能(néng)只(zhǐ)在(zài)较(jiào)小(xiǎo)的(de)淡(dàn)水(shuǐ)湖(hú)泊(pō)中(zhōng)才(cái)能(néng)达(dá)到(dào)，而(ér)在(zài)广(guǎng)阔(kuò)的(de)原(yuán)始(shǐ)海(hǎi)洋(yáng)中(zhōng)则(zé)会(huì)被(bèi)稀(xī)释(shì)。此(cǐ)外(wài)，这(zhè)种(zhǒng)原(yuán)始(shǐ)连(lián)接(jiē)产(chǎn)生的氨基酸链是随机的，远不及现代核糖体制造的蛋白质那样精确有序。
参考文献：
Singh, Jyoti, et al. “Thioester-mediated RNA aminoacylation and peptidyl-RNA synthesis in water.” Nature, vol. 644, 28 August 2025, pp. 933-44. doi:10.1038/s41586-025-09388-y.