科学家发现100多万种遗传分子:DNA可能是其中之一


科学家发现100多万种遗传分子:DNA可能是其中之一



利用计算机程序, 科学家发现了100多万种可能储存遗传信息的分子, 就像脱氧核糖核酸(DNA)一样 。
DNA和RNA(核糖核酸)都是储存遗传信息的生物大分子, 它们使我们已知的生命成为可能 。 但是, 如果有数百万种其他化学物质也具有同样功能的话, 意味着什么呢?
一项新研究表明, 超过100万种结构相似的化学物质可能可以像DNA一样编码生物信息 。 研究人员在9月9日发表于《化学信息与建模》(Journal of Chemical Information and Modeling)杂志上的论文中写道, 这项新研究可能会为制药产业指明新的目标, 并有助于解释生命最初是如何在地球上进化的, 甚至帮助我们寻找地球以外的生命形式 。
“考虑到它们有可能替代基因系统, 真的很令人兴奋……”研究报告的撰写者之一、美国埃默里大学的化学家杰伊·古德温(Jay Goodwin)在一份声明中说, “这些分子可能在不同的环境中形成并演化, 甚至可能出现在太阳系的其他行星或卫星上 。 ”
DNA和RNA是已知的两种核酸, 都含有称为核苷酸的化学单元 。 核苷酸以特定的顺序连接在一起, 并根据这些顺序来传递不同的数据, 类似于书面句子中的单个字母 。 研究人员写道, 一些天然和人造分子模拟了DNA的基本结构, 但在此之前, 还没有人试图去计算这些结构相似的分子可能的数量 。
“在生物学中有两种核酸, ”研究论文的合著者、东京工业大学的化学家吉姆·克利夫斯(Jim Cleaves)在声明中说, “我们想知道能否再找到另一种, 甚至一百万种 。 ”
答案是, 具有类似结构的分子要比预期的多得多 。 研究人员设计了一个计算机程序, 用来生成核酸样分子的化学式 。 在DNA中, 核苷酸以不同的配对方式结合在一起, 并排成一行, 因此科学家认为, 可以用同样的方式来生成新的分子 。 最后, 他们的程序生成了超过116万种满足这些基本条件的分子 。
“我们对计算结果感到惊讶, ”该研究的合著者、德国航空航天中心的化学家马库斯·梅林格(Markus Meringer)在声明中说, “很难预先估计会有100多万个类似支架结构的核酸 。 现在我们知道了这一点, 可以开始在实验室里测试其中一些分子 。 ”
在DNA和RNA主宰生物世界之前, 地球上的生命是如何形成的?研究作者认为, 理论上, 在确定核酸是遗传数据的最佳传递载体之前, 其他一些分子可能已经在演化中进行了“测试运行” 。
研究人员还补充道, 这些结构相似的分子也可能推动未来医学的发展 。 声明中指出, 类似核苷酸的药物已经被用于破坏人体中的危险病毒和恶性癌细胞 。 建立相似结构的分子库之后, 药物开发人员或许就可以利用DNA相似分子作为对抗疾病的重要武器 。
【科学家发现100多万种遗传分子:DNA可能是其中之一】埃默里大学的生物化学家、该研究合著者皮特·伯格(Pieter Burger)说:“利用现代计算技术, 我们在寻找能够存储遗传信息的DNA和RNA替代分子时, 可能会在无意中发现新药 。 这一点实在太迷人了 。 ”(任天)

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