【导语】生命的第一缕火花或许就隐藏在看似简单的化学过程中。蛋白质作为生命的主要执行者，其“组装说明书”储存在DNA中，由RNA负责传递并在核糖体中生产。然而，在生命起源之初，没有细胞、核糖体甚至酶，蛋白质是如何诞生的？近日，英国伦敦大学学院的研究团队在《自然》杂志上发表了突破性成果，他们模拟了原始地球条件，发现RNA与氨基酸可以通过自发化学反应结合，形成通向蛋白质合成的关键中间体，这一过程由小分子硫醇催化。这一发现为“RNA世界假说”提供了新的化学支撑，并可能对未来人工生命系统构建、原位蛋白质合成及新型药物递送等领域产生深远影响。尽管如此，生命起源的奥秘仍有待进一步探索。

·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（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”都领到了与自己“订单”（遗传密码子识别区）完全匹配的“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(cháng)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。  

虽然这项工作主要瞄准“生命是如何开始”的大问题，但其影响可能远超生命起源学本身。掌握这种温和可控的“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(yùn)藏(cáng)在(zài)这(zhè)种(zhǒng)看(kàn)似(shì)简(jiǎn)单(dān)的(de)化学(xué)必(bì)然(rán)性(xìng)之(zhī)中(zhōng)。然(rán)而(ér)研(yán)究(jiū)者(zhě)们(men)也(yě)表(biǎo)示(shì)，生(shēng)命(mìng)起(qǐ)源(yuán)的(de)问(wèn)题(tí)还(hái)有(yǒu)待(dài)更(gèng)多(duō)的(de)探(tàn)索(suǒ)。该(gāi)研(yán)究(jiū)揭(jiē)示(shì)的(de)反(fǎn)应(yīng)所(suǒ)需(xū)的(de)泛(fàn)硫(liú)乙(yǐ)胺(àn)浓(nóng)度(dù)可(kě)能只在较小的淡水湖泊中才能达到，而在广阔的原始海洋中则会被稀释。此外，这种原始连接产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.