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発見された：RNA、アミノ酸がどのように初期の地球にリンクしたか

アミノ酸が糸としてビーズとRNAとして想像される場合、ここに示されているような酵素（ロイシル-TRNAシンテターゼ）がそれらをつなぎ合わせます。 |写真クレジット：パブリックドメイン 生命は、指示を蓄えるRNAと、細胞の構築と走行の作業を行うタンパク質を保存するRNA間のパートナーシップに依存しています。しかし、このパートナーシップがどのように始まったかは、長い間科学者を困惑させてきました。タンパク質を作るには、成分アミノ酸をRNAによってコードする順序でリンクする必要があります。今日、リボソームと呼ばれる複雑な生物学的機械がこのタスクを処理しますが、各アミノ酸が最初にRNAアダプターに「ロード」された後にのみです。キャッチは、この負荷の原因となる酵素はそれ自体がタンパク質であり、何十年もの間化学者を興味をそそる鶏と卵のパズルを作成することです。の新しい研究 自然 この謎がどのように解決されたかを垣間見ることができます。ロンドンユニバーシティカレッジの研究者は、アミノアシルチオールと呼ばれる単純な分子が酵素なしでアミノ酸をRNAにリンクできることを発見しました。アミノ酸をビーズとRNAと考えてください。今日の細胞では、酵素が熟練した手として作用してそれらをつなぎ合わせます。チームは、適切な条件では、アミノアシルチオールを使用すると、ビーズは初期の地球と同じように、普通の水の中の糸に固定できることを示しました。さらに驚くべきことに、このアミノアシル - チオール化学は、他のより反応性のある分子よりもRNAを支持します。これは、化学者を驚かせた予期しない選択性です。「比較的反応性のないRNAが、より反応的な種が存在するにもかかわらず、水中でアミノアシル化を受けることは驚くべきことです」と、UCLの化学者であるTom Sheppard氏は述べています。彼は、化学が多くのアミノ酸にわたって堅牢であるように見え、他のラボがそれを再現できるように十分に単純であると付け加えました。 RNAに明確な化学的優位性を与えることにより、アミノアシルチオールはタンパク質合成の最初のステップへの道を開いた可能性があります。人生の始まりを研究する科学者にとって、発見は化学の巧妙なもの以上のものです。それは、数十億年前に存在する可能性のある条件で、2つの人生の構成要素を結びつけるブレークスルーです。「以前の研究では、ペプチド（アミノ酸の鎖）がどのように形成されるか、ヌクレオチドがどのように形成されるかのいずれかをよく検討しましたが、2つがどのように相互作用するかはめったにありませんでした」とシェパードは言いました。 「この仕事を重要にしているのは、仲介者なしでRNAとアミノ酸が直接話していることを示していることです。」「これは、タンパク質翻訳の起源と進化を調査するために多くのエキサイティングな方向性を開きます」と、作品を率いたマシュー・パウナーは言いました。選択性と驚き研究者を最も驚かせたのは、反応が機能しただけでなく、そのような不気味な精度を示したことでした。 RNAに巻き込まれたアミノ酸は、今日までの生活がどのように行われるかを反映する方法で終わります。Powner氏は、反応性は発見の核心であると述べました。「最も驚くべきものを1つだけ選択しなければならなかった場合、中性pHで前例のない選択性をもたらしたのは、アミノアシル - チオールとRNAの間の予期しない反応性です。」シェパードは別の興味深い側面を指摘しました。チオエステルはかつてペプチドの単純な前駆体であると考えられていましたが、この研究では、ペプチドを直接作るのが得意ではないことがわかりました。 「代わりに」と彼は言いました。「彼らは別の役割を果たしたかもしれません。アミノ酸をRNAに誘導します。」さらに興味深いことに、チームは、単純な化学スイッチが最新のタンパク質合成の2つの重要な段階を分離できることを発見しました。チオエステルを使用すると、アミノ酸はRNAに優先的に付着します。しかし、それらの同じ分子がチオシドに変換されると、化学は反転し、代わりにペプチド結合の形成を支持します。つまり、タンパク質構築の2つのステップ（RNA充電とペプチドリンク）は、同じ溶液では、異なる化学的活性モードで実行できます。チームはそこで止まりませんでした。彼らはまた、これらのアミノアシル・チオールがどこから来たのかを探求しました。彼らの実験は、成分を集中させ、反応を盛り上げた極寒の条件下でさえ、ニトリルやチオールなどの単純な前駆体から形成できることを示唆した。これは、アミノ酸をRNAにリンクする化学が希少な設定を必要としない可能性があることを意味します。それは、若い地球の池や冷凍プールで展開した可能性があります。PownerとSheppardの両方は、この化学が出発点に過ぎないことに同意しました。ペプチドこれまでに作られたのは非常に短く、それらを拡張する方法を理解することが次の課題になります。「アミノアシル化反応における複雑さの漸進的な進化を想像することができます」とシェパードは、「形成される可能性のあるペプチドを介したRNAによるコントロールのレベルの増加につながり、したがって原始コード化されたペプチド合成の発達につながります。」Anirban Mukhopadhyayは、デリーの訓練と科学のコミュニケーターによる遺伝学者です。 公開 - 2025年9月7日05:30 AMです #発見されたRNAアミノ酸がどのように初期の地球にリンクしたか