这是一项令所有人都感意外和惊奇的发现，其意义是极其深远的。

不久前，细胞生物学家们一直认为有机体的功能活性完全是通过具有酶活性的蛋白质来实现的。直至80年代初，科罗拉多大学的切赫（Thomas Cech）和耶鲁大学的阿尔特曼（Sidney Altman）发现曾被认为仅具遗传信息被动传递作用的RNA有时也具酶催化功能后，才使这一传统观念重又受到冲击（切赫和阿尔特曼也因此荣获1989年度诺贝尔化学奖），也使长期存在的一种猜想——地球曾经经历过一个“RNA时代”提供了证据，这一猜想认为，地球上DNA生物占统治地位以前，生物体的遗传信息贮存在RNA分子中，催化生化反应的也是RNA。—切生命活动都是通过RNA（仅仅是RNA）来实现的。随着有关RNA功能知识的不断增加，RNA起源说也日受瞩目。

在今年6月5日出版的《Science》杂志上，分子生物学家H. 诺利（Harry Noller）和其加州大学的同事S. 克鲁兹（Santa Crutz）提供了一近似结论性的证据显示，蛋白质合成最基本的过程——氨基酸间肽键的形成，可由缅胞蛋白质合成工厂——核糖体中的RNA单独催化形成。与此同时，Cech实验室也发现了与此过程密切相关的具活性的核酶（催化RNA）。曾认为仅具剪切、连接和转移RNA片段功能的核酶竟然还具有催化形成与断裂连接氨基酸与转移RNA（tRNA）间键的能力，而tRNA是携带氨基酸至核糖体合成蛋白质的一种分子。正像印地安那大学的N. 帕士（Norman Pace）抱出的那样，这两项发现大大丰富了RNA化学已有的内容。

特别是诺利的论文确使分子生物学家们欣喜异常，“这是一项令所有人都感意外与惊奇的发现，”加州大学旧金山分校的C. 古斯利（Christine Guthrie）这样评价道：“其意义是极其深远的”。特别是Noller的论文为正确评价核糖体乃至细胞中其他部位的RNA的作用指明了方向。“这是近年来最为重大的发现。”La Jolla Scripps研究所G. 乔斯（Gerald Joyce）这样说，“真是太棒了！”

诺利本人似乎为来自各方的赞扬而感到惊奇，“没想到人们对此是如此兴奋，”他说，“显然，这一发现对大多数生物学家来说的确非常意外，但对从事核糖体研究的工作者来说应该是必然的事。早在70年代初，人们就已经怀疑核糖体RNA很可能参与蛋白质的合成。而且这种怀疑与日俱增。”

60年代，他解释说，当蛋白质合成机制刚刚被揭示出来时，RNA只被认为仅起一定的结构功能和信息传递作用，而不具酶催化功能。人们了解到，蛋白质合成的第一步是编码在细胞核DNA中的遗传信息被转录成一种称为信使RNA（mRNA）的线性分子。这种分子像数码磁带一样编有合成新蛋白质分子的指令。mRNA然后由核内转移至细胞质内并附着在核糖体上。而核糖体本身是由一致密的蛋白球，其外紧绕着几段rRNA分子所构成。核糖体就像录音机磁头一样沿着mRNA数码磁带移动，同时将遗传密码精确地翻译成氨基酸链——其中氨基酸间的相互连接是通过第三种RNA分子——转移RNA实现的。当整个过程完成后，这种氨基酸链就是一个全新的蛋白质。

这幅画随着时间的推移而不断地震开，但核糖体中RNA组分一直被认为只是起固定核糖体蛋白质组分的支架作用。然而与此相悖的证据也在不断增加，如70年代初，几个实验室（包括Noller实验室）的实验都显示，核糖体中个别蛋白质组分的去除或变性失活，对其形成肽键的能力并没有影响。稍后，伊利诺斯大学微生物学家C. 沃斯（Carl Woese）证明，在核糖体RNA核苷酸序列中的某些片段在大多数生物体中是完全相同的，而且这些片段对生物体的生存是如此的重要以致它们在进化过程中毫无变化。此外，诺利及其同事们还发现，这些特殊的RNA片段正好位于核糖体表面，在这些区域，人们将有可能找到其功能位点，后来，人们的确发现了具有催化作用的RNA核酶。

诺利说，归结起来，这些发现已经很容易地让人联想到核糖体中RNA主要是起催化作用。而蛋白质组分仅仅起支架作用——这与人们以前的观点正好相反、不过即使这种观点的支持者们也不得不承认，切赫和阿特曼发现的核酶拼接功能与肽键形成在化学上完全不同。但可以推想，若RNA可以催化一种反应，就没有理由认为它不能催化其他反应。关键在于如何去证明它。

这正是诺利和他的同事所要做的。虽然在技术上相当艰难，他们还是直接从核糖体中抽提出所有蛋白质组分，然后再证明余下的RNA组分仍保留有核糖体固有的功能——催化肽键的形成。诺利也指出，由于在抽提过程中往往存在残留某些蛋白质片段的可能性，所以这种证明方法还不能说绝对可靠。目前诺利及其同事正努力试图利用人工合成核糖体RNA分子（因其从未与核糖体蛋白质接触）来证明这些RNA分子是否也具有装配氨基酸链的功能，以便得出绝对可靠的结论。

然而这一实验已经足以使该领域的大多数研究者信服。正如印地安那的柏士指出的那样，参照诺利的技术程序“利用蛋白酶消化，再加上酚抽提是相当剧烈的。”他和其他人一样正渴望得出更富意义的结果。

“既然哈利已经揭示出核糖体最为重要的功能，”乔斯说，“人们就可以此进一步阐明核糖体中除去RNA以外其他成分是如何行使其功能的。过去——仅仅在10年前——我们问‘核糖体中RNA的功能是什么？’现在我们不得不问‘核糖体中蛋白质究竟有什么功能’”除了形成肽键以外，在核糖体上还发生很多其他事件，如移位、起始及终止等等。正是这一系列过程才保证了翻译的忠实性。因此，人们不禁要问RNA与蛋白质一起是怎样完成这一系列事件的？

除此以外，这项发现显然支持了RNA起源说。早在20年前这一假说就被提出用以解释究竟是先有蛋白质还是先有DNA的古老“鸡－蛋悖论。”在现代细胞中，离开了DNA蛋白质无疑是不可能存在的，因为DNA为蛋白质的合成编制蓝图。同样没有蛋白质，DNA—样不能存在，因为DNA复制、自我修复及其他一系列功能都是在蛋白质酶催化下进行的。这一悖论因此导致了RNA起源说的产生。RNA起源说抛去先有鸡还是先有蛋之事，认为DNA和蛋白质均来源于RNA。

过去10年间，由于RNA可以像蛋白质一样催化某些反应的证据不断累积，RNA起源说得到了相当多的支持，现在这一发现无疑在人们面前展现了这样一幅诱人的画面：现代核糖体——一个包含有50种蛋白质组分及5000个RNA核苷酸的巨大、复杂结构的分子，正是曾经直接催化肽键形成的一系列原始RNA分子的后代。的确，诺利和其他许多RNA专家都认为现在优先解决的问题是找出现代细胞中其他RNA的作用究竟是什么。同样，可以在实验室通过人工合成RNA分子去追溯原始细胞中RNA的其他功能。

“很明显”，乔斯说：“哈利的发现并没有告诉人们生命是如何起源的，也没有解释RNA是如何起源的，然而作为众多零星证据的一部分，这一发现无疑已经告诉我们在这个星球上，的的确确存在有这样一种生命形式，人类本身也由此而来，而且证据是如此令人信服！”

[Science，1992年6月］