RNA-肽世界的计算建模|北京沫之东生物技术有限公司

功能性 RNA 和蛋白质结构的出现与演化，是理解生命起源的核心问题。尽管人们已充分认识到，具有催化活性的 RNA 元件——核酶——能够催化包括肽键形成在内的多种反应，但从假想的原始 RNA 世界向以翻译系统为核心的蛋白质生命的转变过程，其具体机制仍然是个谜。我们开发了 AMES（Atomistic Molecular Evolution Simulator，原子尺度分子进化模拟器），并利用该模拟器对短 RNA 分子以及 RNA–肽复合物的演化进行了计算机模拟。通过比较这些模拟中出现的 RNA 分子和 RNA–肽复合物的演化轨迹与结构，我们发现，短肽能够加速 RNA 的演化、稳定 RNA 折叠，并增强演化中 RNA 分子的结构多样性，从而可能使其具备更广泛的活性。我们提出，RNA 世界实际上是一个 RNA–肽世界：从演化的最早阶段开始，演化中的 RNA 分子便与以非模板方式合成的随机短肽发生相互作用。这些相互作用可能推动了多样化 RNA 结构与活性的演化，并最终促进了翻译机制的形成。

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功能性 RNA 和蛋白质结构的出现与演化，是理解生命起源的核心问题。尽管人们已知具有催化活性的 RNA 元件——核酶——能够催化包括肽键形成在内的多种反应，但从假想的原始 RNA 世界向以蛋白质为基础、以翻译系统为核心的生命形态过渡的具体过程，仍然难以阐明。我们开发了 AMES（Atomistic Molecular Evolution Simulator，原子尺度分子进化模拟器），并利用该工具对短 RNA 分子以及 RNA-肽复合物的演化开展了计算机模拟。通过比较这些模拟中出现的 RNA 分子和 RNA-肽复合物的演化轨迹及其结构，我们发现，短肽能够加速 RNA 的演化、稳定 RNA 折叠，并增强演化中 RNA 分子的结构多样性，从而可能使其具备更广泛的活性。我们提出，RNA 世界实际上是一个 RNA-肽世界：在演化的最早阶段，演化中的 RNA 分子便与以非模板方式合成的随机短肽发生相互作用。这些相互作用可能推动了多样化 RNA 结构和活性的演化，并最终促进了翻译机制的形成。

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发布于 2026 年 9 月 22 日。

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