生命起源时复杂生化系统如何演化？Nature Chemistry 最新研究提出分子拼装假说

原标题：生命起源时复杂生化系统如何演化？Nature Chemistry 最新研究提出分子拼装假说
文章来源：人工智能学家
内容字数：9230字

生命起源：从简单分子到复杂生化系统的分子拼装假说

生命起源是一个复杂的问题，涉及从简单分子到像蛋白质翻译这样高度复杂系统的演化。传统的RNA世界理论虽然解释了部分问题，但在解释复杂系统进一步进化方面存在局限性。近期发表在《自然-化学》上的一篇观点文章提出了“分子拼装假说”（molecular bricolage），为理解这一过程提供了新的视角。

1. 分子拼装假说的核心

   该假说认为，复杂系统的组成部分最初并非为了其现代功能而进化，而是为了其他用途。这些部件通过偶然的关联，逐渐形成新的功能，最终演化为高度复杂的系统。文章提出了一个两阶段模型：初始阶段，各个部件为特定早期功能进化，与最终功能无关；组合阶段，这些部件偶然结合，展现出新的功能，并因其适应性优势而被自然选择强化。

2. 支持分子拼装假说的证据

   文章列举了多个实验和化学机制来支持这一假说，包括：非酶促RNA复制中氨酰化RNA的作用；肽和RNA的相互作用增强RNA稳定性或催化反应；原始核糖体最初可能并非用于蛋白质合成，而是作为RNA复制酶。

3. 分子拼装假说的应用

   该假说不仅可以应用于蛋白质翻译的起源，还可以解释其他生命起源问题，例如代谢网络的扩展和原始细胞的形成。实验和计算分析表明，代谢网络可能通过重新利用现有路径而扩展；脂质与RNA的相互作用可以增强分子功能，为原始细胞的形成提供支持。

4. 分子拼装假说的意义

   该假说提供了一种全新的视角来理解复杂系统的起源。它将复杂系统分解为易于研究的子模块，为设计实验提供了明确方向。文章也指出，未来研究需要更多关注“为什么进化”的问题，而不是仅仅关注“如何实现”。

5. 未来研究方向

   分子拼装假说有望推动化学家和生物学家在生命起源领域的进一步合作。通过深入研究各个子模块的早期功能及其组合方式，我们可以更深入地理解生命起源的深层次问题。

总而言之，分子拼装假说为生命起源研究提供了一个全新的框架，它强调了偶然性、功能重组和自然选择在复杂系统进化中的重要作用，为未来的研究提供了新的思路和方向。

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