リボザイムは、RNAの世界仮説の必須成分であり、RNAが初期の幼少期の主要な情報媒介および触媒分子としてタンパク質に先行することを示唆しています。これらのRNA分子は、独自の複製、処理、および機能を調節するために、正確な場所で自己切断する能力が必要だったでしょう。
日本の沖縄科学技術大学院大学院大学（OIST）の研究者によって開発された新しいモデルは、プレバイオティクス環境における金属イオンや小さな有機分子などの単純な化学種との相互作用から自己切断が出現した可能性があることを提案しています。
「RNAの自己切断は、RNA自体の化学反応性によって駆動される非酵素反応に由来する可能性があることを提案します。これは、金属イオンやプレバイオティクス地球に豊富な他の小分子の助けと相まって」と、OISTの前部化学ユニットのチームリーダーであるRyuichi Masui博士博士は説明しました。
このモデルは、ヘアピンリボザイムと呼ばれる特定のRNA配列が、移植反応と呼ばれる特定の化学反応を通じて自己切断できることを示唆しています。この反応には、あるRNA分子からあるRNA分子から別のRNA分子への移動が含まれ、RNA骨格が切断されます。
研究者は、合成RNA分子を使用してモデルをテストし、マグネシウムやカルシウムなどの金属イオンの存在により、ヘアピンリボザイムの自己切断速度が大幅に向上することを発見しました。彼らはまた、小さな有機分子であるイミダゾールを特定し、それがさらに自己切断反応を加速しました。
モデルによれば、これらのプレバイオティクス化学種は触媒として作用し、RNA分子の自己切断を促進し、より複雑で多様なリボザイムの進化を促進した可能性があります。
この調査結果は、触媒RNA分子の起源に関する新しい洞察を提供し、RNAの世界仮説をサポートします。この研究は、生命の進化の初期段階における自己複製および機能的RNAシステムの出現における非酵素反応、金属イオン、および小さな有機分子の潜在的な役割を強調しています。
「私たちのモデルは、RNAの自己切断が単純な化学プロセスから生じ、より複雑なRNA分子の出現の段階を設定し、最終的に生命の起源につながる可能性があることを示唆しています」とMasui博士は結論付けました。
