“RNA世界（即核糖核酸界）”这一短语是由沃尔特 · 吉尔伯特（Walter Gilbert）于1986年在对当时观察到的不同RNA具有催化性质的连续报道时创造出的新词，它是指地球上生命起源过程中的一个假设的阶段。在这一阶段，生命是一个非常原始的自我复制系统，蛋白质还没有卷入生化反应，核糖核酸RNA承担着基因信息的信息储备任务和自我复制系统所必需的全程催化作用。吉尔伯特指出，如果RNA能用作催化剂，那么，蛋白质和DNA在这样一个原始系统中都不需要。在那时，仅仅证实了RNA可以切断或连接磷酸二酯的键。但是，正如科学中经常发生的，一个普遍性的假设是基于一个现象的一些特殊案例建立起来的。

事实证明，这一假设在激励关于地球生命起源的思考上非常有效。而随后发现了其他天然的催化性RNA能切断和连接磷酸二酯键，以及最近观察到在一个细菌的50S核糖体亚单元的周围区域只含有RNA而没有蛋白质。这些证据都进一步支持了这一假设。最后，所谓的“体外进化”方法论，就是在体外扫描大量的核酸序列以获得任何给定功能，终于揭示了RNA确实具有多种不同的催化功能，就如同DNA所具备的。

我是在研究大肠杆菌上转移核糖核酸（tRNA）的生化合成时不知不觉地卷入第一个催化RNA的发现，非常幸运地分离并鉴定了一个tRNA的前体，它是导致成熟tRNA合成的一条代谢途径上的中间体之一。如同所有生化途径一样，如果你发现了一个中间体化合物，那么肯定有一个细胞内的酶作用于该中间体，使之进入代谢途径的下一步。这个酶就是核糖核酸酶P（简写为RNase P），它已经是可鉴定的了。它的功能就是在成熟tRNA核苷酸序列的起端切断一个磷酸二酯键，从而释放上游的额外或“前体”核苷酸。

RNase P酶的全部纯化证明是一个非常困难的任务。然而，一个聪颖而勤奋的研究生本 · 斯达克（Ben Stark）注意到在酶的制备过程中有一个RNA与蛋白质同时纯化。然后他设计了一个实验来证明这个RNA分子是否对酶的功能是必需的。他采取了与Avery，Macleod和McCarty用来证明DAN是细菌性转形变异（细胞间遗传信息的转移过程）的必需成分同样的策略。结果，在斯达克的实验中，测试显示旨在分离一个蛋白质复合物的纯化是非常困难的。

不久，通过比较核糖体的最新图像，我们认为，核糖核酸酶P的RNA亚单元是这个酶活性中心的一部分。然而，几年以后，一个名为塞西利亚 · 格雷尔-塔克达（Cecilia Guerrier-Takada）的博士后在体外实验证明了这个RNA自己就是真正的酶。那时，汤姆 · 切赫（Tom Cech）已在不久前独立地观察到另一个不同的RNA分子催化磷酸二酯键的切断和连接。切赫的以及我们的观察虽然遭到了酶学界一些成员的质疑，但RNA具有催化功能的论断很快被全球接受，而且在几年以内，其他从植物病原体和人类δ核糖核酸衍生的催化性RNA也被发现。

虽然RNase P催化反应的大致路线现在已经确定，但催化的化学细节仍然需要完全搞清。RNase P难题的一个富有魅力的方面是亚单元的化学组成和酶的催化机理在真核生物和原核生物之间存在巨大差异。例如，对于真核生物，RNA亚单元在体外没有活性。因此，进化呈献给我们一个RNase P酶的当代版本，毫无疑问，这个版本会在将来某一天告诉我们一个有趣的故事，讲述它怎样从一个RNA演变为不同的RNA和蛋白质复合物。

[Nobel e-Museum，2001年4月2日]

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＊本文作者为1989年度的化学诺贝尔奖得主