一旦从化学物质中生成自我复制系统,这就成了遗传史的序幕,原因在于每个分子都带有其祖先的印记。对先于复制技术的化学颇感兴趣的克里克博士曾表示:“想通了这一点,其余的不过是历史而已。”乔伊斯博士一直在培育具有复制能力的RNA分子,以此来研究遗传史的开始。作为DNA 的近亲,RNA几乎肯定作为活细胞的遗传分子先于DNA出现。除了携带信息外,RNA还可作为酶去促进化学反应。
乔伊斯博士今年初在《科学》杂志上报告称,他通过四类RNA核苷酸培育出两个RNA分子,它们可以促进相互之间的合成。他说:“我们最终会拥有可以长生不老的分子,”即一种信息可以无限传递下去的分子。据乔伊斯介绍,这套体系并不活跃,但可以完成生命最主要的功能,比如复制,适应新环境。萨瑟兰说:“乔伊斯距离培育出具有自我复制能力的RNA种类的目标越来越近。所以,只有悲观主义者认为他在几年内不会获得成功。”
一直受分子左右旋问题困扰
另一项惊人突破来自于有关分子左旋与右旋的一系列新研究。一些化学物质——例如由蛋白质构成的氨基酸——以两种镜像形态存在,在很大程度上与我们的左手和右手类似。在最为自然的产生条件下,这些以两种形态存在的化学物质会以混合物形式出现,并且两种状态的数量大致相等。但在活细胞中,所有氨基酸均是左旋,所有糖和核苷酸则均是右旋。
长期以来,目光锁定生命起源以前的化学家便无法解释,在早期地球,第一个活生命系统如何只从这种混合物中提取一种类型(左旋或者右旋)的化学物质。左旋核苷酸形同毒药,原因就在于阻止右旋核苷酸在一条链条上连接以形成RNA(核糖核酸)或 DNA(脱氧核糖核酸)等核酸。乔伊斯博士将这一问题称之为“最初的顺式”。在提到左旋和右旋形态的结构时,这位化学家使用了“顺式”和“反式”这两个专业术语。
令化学家意想不到的是,“最初的顺式”现在已经不是一个令他们头痛的问题。包括伦敦大学帝国学院的堂娜·布莱克默德(Donna Blackmond)在内的研究员已然发现,通过不断的冷冻和融解,一个由左旋和右旋分子构成的混合物能够被转换成单一形态。