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RNA可能还有着更为重要的作用

RNA不只肩负传递DNA信息的使命，有时还承担着酶（蛋白质）的任务，负责剪切、粘贴分子；当生命主体为病毒时，它还代替DNA挑起承载遗传信息的重任。生命的构成离不开DNA、RNA和蛋白质。

那么，如果没有DNA和蛋白质，仅凭RNA能构成生命吗？

这个问题，在探讨“生命起源”之谜时，具有重要意义。

生命起源于RNA?！

目前的研究表明，生命起源于距今40亿年前左右。最初诞生的生命，是自我复制的“某类物质”。

想要实现自我复制，必须具备如下两个必要条件：掌握自我复制所需的信息，进行复制时所需的反应能够发生。

现代生物为实现自我复制，会以DNA碱基对的序列为设计图，以RNA为介质，蛋白质则负责推进必要的化学反应。但在生命起源的初期阶段，很难想象会存在如此复杂的分工。比较合理的解释是，生命起源之时这三种物质并没有协同工作，而是其中的某一种成为了起源的发端。那么，最初的生命是从这三种生物大分子中的哪一种开始形成的呢？

目前被认为最有可能的候选者，就是既能像DNA一样承载遗传信息，又能像蛋白质一样起到酶的作用的RNA。

研究者认为，构成RNA的原料分子，在生命起源之初就已存在于当时的地球上了。之后在某些偶然的情况下，有着与核糖体类似作用的RNA诞生了，开始连接原料分子并进行自我复制。

再后来，可以接合氨基酸合成蛋白质的RNA出现了，制成了蛋白质。蛋白质在推进必要反应方面要比RNA的效率高，因此RNA仅用于保持遗传信息，而复制时推进必要反应的任务落到了蛋白质身上。最后，比RNA难分解、更适合用于保存遗传信息的DNA诞生了，它取代RNA承担了承载遗传信息的任务。以上，即为被称为“RNA世界”的假说。

不过，这个学说目前尚未得到证实。如果它是正确的话，那么核酶就应该能够自然形成。但是，这种可引起自我复制的核酶是否能够自然形成，人们还不知道。

现在，学界的研究重点是合成具有各种各样碱基序列的RNA，然后从中找出可以自我复制的核酶。不过，目前还未发现可实现完全自我复制的核酶。

RNA世界假说

“RNA大陆”的发现和可预见的RNA重要性

那么实际上，在哺乳动物中，RNA又有多重要呢？

2005年，日本理化学研究所的研究团队以老鼠为实验动物，对“细胞内合成的RNA究竟是从基因组（全部的DNA碱基对）的哪部分复制而来的”这一问题进行了研究。结果表明，基因组中约70%的部分参与了RNA的合成。

这一结果远高于预计值。之前的研究认为，作为制造蛋白质设计图的遗传基因只占基因组的2%左右，转移RNA、用来构成核糖体的核糖体RNA（ribosomal RNA，rRNA）等在蛋白质的合成过程中登场的RNA只占1%左右。也就是说，基因组中剩余的绝大部分，都应该是到目前为止的进化过程中逐步积蓄下来的无用部分，它们也无法合成RNA。

但最新研究结果指出，到目前为止，我们体内合成了大量闻所未闻的神秘的RNA，日本理化学研究所甚至用“RNA大陆的发现”来形容这个惊人的发现。

合成RNA需要能量，因此人体不会无缘无故制造“RNA大陆”的RNA。近年来，对于RNA大陆的RNA，科学家进行了多种研究，它们的重要性也逐渐浮出水面。

其中之一，为“非编码小RNA”(snmRNA）。在人类体内，目前发现了约2000种非编码小RNA，它们能调控由多种遗传基因制造出的信使RNA。由此可知，人类体内一半左右的遗传基因，其实都处于非编码小RNA的控制之下。

专家认为，非编码小RNA在各个方面均有着重要的作用，比如控制从受精卵到成体的发育过程，调节细胞的增加、形状，以及脏器形成等。

另外，科学家还发现了可保护基因组的RNA。基因组内部有一种叫做“转座子”(transposon）的可移动遗传基因，一旦它钻进重要的遗传基因中，就会使该遗传基因丧失功能。有一种RNA可通过切断转座子移动时合成的信使RNA，来抑制转座子的移动。

依旧充满了谜团的“长链非编码RNA”

除了非编码小RNA，还有与信使RNA十分相似、由数千碱基构成的“长链非编码RNA”(long non-coding RNA，long ncRNAs或lncRNA）。这类RNA中的一些会被运至细胞核外，但并不会合成蛋白质，另外一些则留在细胞核内。

留在细胞核内的“X染色体失活特异转录因子”(Xist）也是一种长链非编码RNA，它可使雌性哺乳动物2条X染色体中的1条失活（而雄性本身只有1条X染色体）。因此，通过X染色体失活特异转录因子的作用，可改变雌雄个体内X染色体数量的不平衡。

不过，不同的长链非编码RNA功能各异，还存在很多不明之处，因此RNA肯定还具有很多我们现在还不知道的重要作用。

（本文发表于《科学世界》2013年第9期）