3'-5'パイロフォスファート結合を通じたRNA脊椎分裂のプレビオティック的に妥当な"パッチング"

科学分野:

• 生命 研究 の 起源
• 前生物化学
• 分子生物学

背景:

• RNA複製は生命の初期モデルにとって 極めて重要です
• RNA鎖の分裂と水解は,遺伝情報の安定性にとって課題となる.
• 断片化された3 - リン酸末端のRNA鎖の蓄積は,分裂の結果である.

研究 の 目的:

• 3 - リン酸末端RNAが複製に参加できるかどうかを調査する.
• RNA複製中に形成されるピロフォスファート結合の安定性を特徴付ける.
• RNAの分裂後の遺伝情報の回復の条件を決定する.

主な方法:

• 活性化されたリボヌクレオチドモノマーを用いたテンプレート誘導複製反応.
• 様々な条件下でのピロホスファート結合の安定性の特徴 (フリー対ケラートマグネシウム,RNAの二重性存在)
• カノニカルRNAポリメリゼーションのテンプレートとして,ピロフォスファート結合RNAの実証.

主要な成果:

• 3 - リン酸末端のRNA鎖は,活性化されたリボヌクレオチドでテンプレート指向の複製を受け,ピロリン酸結合を形成する.
• ピロフォスファート結合は,フリーマグネシウムイオンの存在で不安定であるが,RNA複合体内およびケラートマグネシウムでは比較的安定している.
• ピロフォスファート結合RNAは,特定の条件下で3−5酸化エステル結合RNAを合成するためのテンプレートとして機能する.

結論:

• RNA鎖の分裂は必ずしも複製プロセスを停止させるわけではありません.
• 非酵素プライマーの拡張と3 - リン酸末端RNAのテンプレート誘導複製は,遺伝情報を回復するための妥当な経路を提供します.
• このメカニズムは,生命の初期シナリオにおける遺伝物質の回復と継続的な複製の経路を提供することによって,RNAの世界仮説をサポートします.