寻找自我复制的鼻祖

生命最根本的特征是能自我复制。具体怎么做到，不同进化阶段的生物，会用不同的技巧。人类有造人运动，鸟类和昆虫可以产卵，细胞可以靠分裂产生后代。

但细胞不是自我复制的鼻祖。比它更早的是DNA。细胞分裂之前，DNA先给自己复制一套副本，亲代和子代细胞各分到一套。

DNA是复制鼻祖吗？

基本肯定不是。DNA是“理想化”的RNA，就是说，它的基本构架跟RNA一样，但是更稳定，又总是带一个配对的副本，所以能更可靠的保存遗传信息。

从这可以推想，DNA的祖先是RNA。

由此产生了“RNA世界”的提法，就是说，地球上首先出现RNA，RNA经过亿万年折腾，折腾出DNA，然后DNA找到个膜穿上，产生第一个细胞。细胞再折腾亿万年，折腾出了人类，包括正在这里码字的我。

这个理论若要成立，需要满足一个非常特殊的前提：RNA能自我复制。若没这个本事，它们也就跟原始海洋里的磷酸或是甲烷一样，只是些到处漂浮的无机物，成不了生命。

生命历程应该是某种分子演化出自我复制的能力，自我复制意味着后代不再是风吹雨打的随机产物，而是始终保持祖先的性状，只不过在进化历程里，这些性状不断增补，日益复杂，复杂得出现造原子弹的能力，于是可以祸害地球。

从进化历程来看，这个最早能自我复制的“某种分子”，几乎可以肯定是RNA。

不过，这是理论推导，要能更确定，最理想的证据，就是在实验室里重演这个过程：让散在的RNA自己倒腾，看看它们能不能倒腾出自我复制的本事。

科学家一直在做这种尝试，之前最成功的实验是2009年，乔伊斯（Gerald Joyce）团队探索出能交叉自我复制的核酶，交叉复制的意思是，这些核酶不能复制自身，但如果两段核酶放在一起，它们能互相促成对方的复制，就是以对方为模板，按照碱基配对原则，把散在的碱基链接起来，形成跟模板互补的新碱基链（也就是新的RNA）。

2026年2月12日发表在《科学》的一篇文章，朝这个方向又推进了一步。剑桥大学一个团队鉴定出三种短RNA（只有大约45个碱基，所以叫QT45，QT的意思是 quite tiny，就是“非常小”），这种RNA有酶促能力，能把身边的RNA作模板，把散在的碱基拼起来，构建出一条跟模板互补的RNA。

最重要的进展在于，2009年的乔伊斯实验中，两个核酶必须互相以对方为模板。如果随便扔一段不同的RNA给它们，它们不会理睬。而在剑桥实验里，这些QT45能把任何一段RNA当作模板，制作出互补的RNA。这就更接近真实世界的场景。实际上，这已经很接近细胞里的DNA复制过程。DNA就是在聚合酶和其他一些辅助酶的帮助下，用自己做模板，产生互补的碱基序列，然后重新拼成双螺旋。在剑桥实验里，那些模板RNA相当于细胞里的DNA，那些QT45分子相当于细胞里的DNA聚合酶和辅助酶。

那么当年地球上能不能出现第一个自我复制的RNA，关键就看它们是不是能找到跟QT45类似的RNA分子。

如果去计算几率，可能显得希望渺茫。但进化史上的所有事件，都是同样“简直不可能”的事件。可是就这样，地球上进化出了爱因斯坦。谁知道呢。

图为那些45-碱基RNA的结构示意图。这些碱基链拧成特定形状。正是这些特定形状，让它们如同蛋白质一样，具备了催化反应的能力。图片来自参考资料。

参考资料：
http://t.cn/AXcPDLYa