• <table id="4yyaw"><kbd id="4yyaw"></kbd></table>
  • <td id="4yyaw"></td>
  • 發布時間:2013-11-29 14:45 原文鏈接: Science發表諾獎得主新成果

      原細胞(protocell),是指核酸鏈包裹在膜結構中形成的簡單系統。日前,美國麻省總醫院MGH的研究團隊解決了人造原細胞的一個關鍵性問題,即RNA復制的化學要求與膜穩定性之間的矛盾,這一重大突破發表在本期的Science雜志上。

      “我們首次在脂肪酸囊泡中,實現了不涉及酶的RNA復制,”領導這項研究的MGH教授Jack Szostak說,他曾因發現端粒酶分享了2009年的諾貝爾生理學和醫學獎。“在細胞起源研究領域長期存在著一個問題:RNA復制需要鎂離子的存在,而高水平的鎂離子會破壞簡單的脂肪酸膜(最初的細胞很可能由這種膜形成)。現在我們終于找到了解決這個矛盾的辦法。”

      多年來,Szostak的研究團隊致力于細胞起源的研究,試圖理解化合物所組成的原始湯(primordial soup),如何發展成為能復制遺傳物質并繁殖的有機體。研究者們利用遠古地球環境中可能存在的元素,來構建原細胞模型。他們發現脂肪酸能夠在水中自動形成小囊泡,作為容納遺傳學物質(RNA 或DNA)的膜結構。

      現代細胞需要復雜的酶來復制核酸,但早期地球上還沒有出現這樣的酶。為此,Szostak和文章第一作者Katarzyna Adamala博士希望能夠在無酶條件下,在脂肪酸囊泡中促使RNA進行自我復制。

      RNA的組裝需要鎂離子,而鎂離子能夠降解脂肪酸膜,為了解決這一矛盾,研究人員采用了螯合劑,螯合劑是能夠與金屬離子緊密結合的小分子。他們測試了多種螯合劑保護脂肪酸囊泡的能力,發現檸檬酸鹽非常有效。

      隨后,研究者們將短RNA引物與長RNA模板結合起來,放入脂肪酸囊泡,以測試螯合劑是否允許鎂離子催化RNA復制。該RNA模板沒有與引物結合的單鏈部分,存在一個胞嘧啶序列。研究人員向這一系統加入鎂離子、螯合劑和活化的鳥嘌呤G(G可以與C配對)。

      研究顯示,G能夠擴散進入囊泡的膜,與模板上的C結合,延伸雙鏈RNA分子。在幾種螯合劑中,檸檬酸鹽使這一過程進行得最快。研究人員指出,檸檬酸鹽只覆蓋了鎂離子的一面,可以在保護膜結構的同時,允許RNA復制的進行。他們還發現,持續更新活化的鳥嘌呤溶液能夠增強RNA復制的效率。

      不過,盡管檸檬酸鹽適用于在實驗室條件構建人造細胞,但早期地球上的檸檬酸鹽可能無法達到足夠的量。研究人員推測,應該存在某種簡單的多肽,能與檸檬酸鹽起到同樣的作用,現在他們正在尋找這樣的多肽。

    相關文章

    科研人員研發快速精準脂肪與鐵定量成像技術

    中國科學院深圳先進技術研究院研究員鄒超、副研究員程傳力等提出了一種基于模型擬合翻轉角調制(FAM)與同步多層(SMS)加速的二維自由呼吸成像新方法,實現了在自由呼吸狀態下快速、高信噪比、高一致性的肝臟......

    脂肪如何讓人體保持健康

    如果你以為體脂只是儲存卡路里的“被動倉庫”,那可就錯了。越來越多的研究表明,體脂對人體整體健康起著重要作用。近日發表于《細胞-代謝》《科學》的兩項研究進一步揭示了它的復雜性。脂肪有多種類型。例如,白色......

    腸道好菌幫豬少長背部脂肪還減輕腸道炎癥

    現代畜牧業生產中,過度脂肪沉積不僅影響動物健康,更直接損害集約化養殖經濟效益。豬肉作為全球主要蛋白質來源,其瘦肉率與脂肪沉積的平衡一直是育種工作重點。盡管已知腸道微生物群在調節宿主代謝平衡中發揮關鍵作......

    尼安德特人掌握“燉骨熬脂”技術

    考古學家發現了12.5萬年前尼安德特人從骨頭中提煉脂肪的證據。現代人類使用這一工藝已有2.8萬年的歷史,而一項對“脂肪工廠”的最新發現表明,尼安德特人早已開始這樣操作了。該研究在7月2日發表于《科學進......

    脂肪“小工匠”為啥愛挑中年人“造屋”

    曾經堅挺的六塊腹肌,漸漸被柔軟的“游泳圈”取代,這不僅僅是外觀上的改變,更是健康隱患在悄然滋生。腹部脂肪,這個看似無害的“贅肉”,實則正加速著我們的衰老進程,并悄然增加患糖尿病、心臟病等慢性疾病的風險......

    愛吃高糖高脂食物?小心大腦可能正在“迷路”

    對于熱衷于高糖和高脂肪飲食的人來說,其大腦可能就在悄悄地失去記住路線的能力。近日,科學家首次將不健康飲食與位置記憶受損聯系起來,表明高脂肪、高糖(HFHS)飲食對人類大腦功能有負面影響。相關研究論文發......

    脂肪組織留戀“肥胖”非腦細胞也有“記憶”

    長期以來,人們普遍認為學習和記憶是大腦的“獨門絕技”。然而,美國紐約大學科學家開展的一項研究顯示,身體中的神經組織和腎臟組織細胞也具有類似記憶能力。相關論文日前發表于《自然·通訊》。無獨有偶,瑞士和美......

    動物棕色脂肪產熱研究取得新進展

    近日,四川農業大學動物科技學院教授王林杰課題組在Nature旗下期刊《通訊—生物學》(CommunicationsBiology)上發表研究論文。動物棕色脂肪組織(BAT)通過非顫栗性產熱調節體溫,解......

    減重后為什么會反彈?有研究證實了這件事

    據《自然》18日發表的一項小鼠和人類細胞實驗表明,在減重以后脂肪組織通過細胞轉錄和表觀遺傳變化,保留著肥胖“記憶”,從而增加了體重反彈的幾率。這些發現或有助于解釋節食或其他減重策略后經常出現的體重反彈......

    這個領域的科學家,致力再造“脂肪球”

    今年3月,世界衛生組織援引《柳葉刀》雜志刊發的一則研究報告引發許多人的關注:從1990年到2022年間,全球患肥胖癥的成年人增加了一倍多,患肥胖癥的兒童和青少年(5~19歲)更是增加了約3倍。這可不妙......

  • <table id="4yyaw"><kbd id="4yyaw"></kbd></table>
  • <td id="4yyaw"></td>
  • 调性视频