首个人工酶生成

最近，英国医学研究委员会（Medical Research Council，MRC）的科学家们生成了世界上第一个由人工遗传物质制成的酶。他们的合成酶，是由自然界中不会产生的分子制成，能够在实验室引发化学反应。

相关研究结果发表在2014年12月1日的《自然》杂志，为生命的起源提供了新的见解，也为全新一代药物和诊断法的开发，提供一个出发点。

这些结果基于MRC分子生物学实验室以前的工作，他们生成了称为“XNAs”的合成分子，这些分子能够以类似DNA的方式储存和传递遗传物质。

该研究小组用实验室自制的XNAs作为构建模块，制备了“XNAzymes”，它能引发简单的反应，例如切割或缝合小片段RNA，就像天然酶一样。

MRC 分子生物学实验室的Philipp Holliger博士带领了这项研究，他说：“地球上所有生命都依赖于一系列的化学反应，从消化食物到在细胞中制造DNA。这些反应大多数在环境温度和压力下发生得太过迟缓，需要酶来启动或 催化 这个过程。”

我们的每一个细胞都含有数千种不同的酶，其中许多是蛋白质。但是生命所必需的一些关键酶是由RNA执行的，生命本身就被认为是开始于一种自复制RNA酶的进化。

Holliger博士解释说：“直到最近，人们认为，DNA和RNA是能够储存遗传信息的唯一分析，连同蛋白质——能形成酶的唯一生物分子。我们的研究表明，原则上，这些自然分子可能有一些替代品，能够支持生命所需的催化过程。生命对RNA和DNA的选择“可能是一个史前化学事故”。

本文第一作者、剑桥圣约翰学院博士后、Phil Holliger实验室的Alex Taylor博士补充说：“用自然界并不产生的构建模块产生合成DNA（现在的酶），也提出了一个可能性，即如果在其他行星上有生命存在，也可能涌现出一系列完全不同的分子，从而扩大了可能拥有生命的行星的数量。”

DNA和RNA是生命的构建模块，储存我们所有的遗传物质，并传递给后代。在2012年，Holliger博士研究小组表明，有六种替代分子（称为XNAs），也可以储存遗传物质并通过自然选择而进化。现在他们已经将这一原则扩展到，首次发现了四种不同类型的合成催化剂，由这些完全非天然的构建模块形成。

XNAzymes能够催化简单的反应，如在试管内切割和连接RNA链。其中一种XNAzymes甚至可以将XNA链连接在一起，这代表着制备一种生命系统的第一步。

因为他们的XNAzymes比天然酶更稳定，科学家们相信，这些合成酶可能对于开发一系列疾病的新疗法非常有用，包括癌症和病毒感染——它们利用身体的自然过程在体内生根。