1. 长期以来,人们认为只有核酸才是遗传物质,但研究表明蛋白质也具备遗传物质的条件。例如,朊病毒就是一种蛋白质病毒,能够自我复制,这表明蛋白质也可以作为遗传物质。
2. RNA World假说针对蛋白质也能作为遗传物质这一悖论问题,提出在生命起源的早期阶段,可能存在一个完全由RNA分子组成的分子系统。在这一体系中,RNA既作为信息载体,又具有催化功能。
3. 1982年,T.R. Cech实验室在研究单细胞原生动物喜温四膜虫时发现,刚转录出来的“前体核糖核酸(rRNA)”在一定条件下能够自发地催化其切割和剪接反应。这一过程显示RNA具有酶的催化功能,这种催化作用的RNA被称为“核酶(ribozyme)”。
4. 1978年,Yale大学的S.Altman在纯化大肠杆菌核糖核酸酶P时发现,其中一种RNA是细胞催化反应所必需的。1983年,他与N.R. Pace合作实验证明,在细胞环境里,核酸酶P为了在特定位点切开tRNA前体,既需要RNA也需要蛋白质。
5. 随后,RNA多功能研究才更多的走上了生物学家的实验台,反义RNA和RNA干扰技术(06年诺贝尔生理医学奖)的发现不能不说部分受益于此。RNA催化的后期实验随着RNA研究热潮的兴起,除了上面提到的Cech和Altman的工作之外,还有其它几项研究也是值得称道的。
6. 1992年,美国生物学家Noller等用高浓度的蛋白酶K、强离子去污剂SDS以及苯酚等试剂处理大肠杆菌50S的大亚单位,去掉与23SrRNA结合的各种核糖体蛋白,结果发现得到的23SrRNA仍具有肽酰转移酶的活性,能催化肽链的合成。
7. 1995年,Colorado大学的M. Illangasekare等人研究发现,RNA(不是rRNA,也不需要氨酰tRNA合成酶)可以催化氨酰基的转移,且经过筛选,其反应速度至少增加105倍。
8. 2006年,美国Scripps研究院的Gerald F. Joyce等人首先在R3C RNA(由57个核酸所组成的核酶)的基础上先合成相对应的DNA序列,当然这一合成的DNA序列并不具任何催化活性。然后通过体外活体进化技术(a process of accelerated in vitro evolution),研究人员成功地在试管中发现了一段具有和原始的核酶活性相当的DNA序列,这证明了以核酸为基础的遗传信息系统之间除了遗传信息可通过线性的方式传递,在一定次数的突变基础上,功能也可以同样的方式在两系统之间进行。
9. 近年来,一些新实验的验证和新现象的发现,“RNA World”假说在生物学领域内还是具有很高的影响力的,一般的著作甚至一些分子生物学教科书都把它作为确认的事实加以介绍。
10. RNA World假说认为,在生命起源的早期阶段存在一个完全由RNA分子组成的分子系统,在这一体系中,系统的信息由RNA进行储存,一部分具有催化功能的RNA分子催化RNA自身信息的传递及RNA分子的自我复制。