令人毛骨悚然的发现：冷冻电镜揭示了古老的生命分子机器

RNA被认为是通过自我复制引发了生命的起源。丹麦奥胡斯大学和英国剑桥 MRC LMB的研究人员通过冷冻电镜揭示了“RNA 复制机”的原子结构。这一突破揭示了原始 RNA 世界，并推动了 RNA 纳米技术和医学的进步。

生命的复杂分子机制是如何从简单的开始产生的一直是一个长期存在的问题。

多条证据指向原始的“RNA世界”，其中“RNA复制机”(所谓的复制酶)开始复制自身和其他RNA分子，以启动进化和生命本身。然而，古老的复制酶似乎已经随着时间的流逝而消失，它在现代生物学中的作用已被更高效的蛋白质机器所取代。

为了支持 RNA 世界假说，研究人员一直在寻求在实验室中重新创建 RNA 复制酶的等价物。

虽然这种古代复制酶的分子“分身”已经被发现，但由于难以确定动态 RNA 分子的结构，它们的详细分子结构和作用模式仍然难以捉摸。

喜冰RNA复制酶的结构

在《PNAS》上发表的一篇研究论文中，一组研究人员现在使用低温电子显微镜 (cryo-EM) 报告了 RNA 复制酶的第一个原子结构。

正在研究的 RNA 复制酶由 Holliger 实验室(英国剑桥 MRC LMB)开发，可在共晶冰相(类似于冰泥)中使用核苷酸三联体有效复制长模板。现任奥尔胡斯大学助理教授的 Emil L. Kristoffersen 从 Holliger 实验室博士后研究归来，促进了与 Andersen 实验室(丹麦奥尔胡斯大学)的合作，通过冷冻电镜确定 RNA 复制酶的结构。

有趣的是，该结构与基于蛋白质的聚合酶具有惊人的相似性，其模板结合、聚合和底物识别的结构域排列成类似张开的手的分子形状。

“令人惊讶的是，我们在试管中人工进化出的核酶将显示出天然存在的蛋白质聚合酶的特征。这表明进化可以发现趋同的分子解决方案，无论材料是 RNA 还是蛋白质”，英国剑桥 MRC LMB 项目负责人 Philipp Holliger 解释道。

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