对”RNA世界”假说（即生命始于RNA而非DNA或蛋白质）最古老的反对意见之一是，RNA似乎过于简单，无法胜任这项工作。RNA仅由四种化学性质相似的核苷酸亚基构成，被认为无法像蛋白质利用其20种氨基酸那样折叠成大型多样的结构。批评者质问，单凭RNA如何构建原始细胞所需的区室、支架和结构？
来自广州中山大学的一篇新预印本正面挑战了这一假设。由林黄领导的研究人员表明，长度不到200个核苷酸的短RNA分子可以自组装成此前被认为需要蛋白质才能形成的复杂几何结构，包括 reminiscent of 病毒衣壳的二十面体笼状结构和延伸超过300纳米的纤维。
“我们展示了RNA可以做到我们从未见过的事情，”黄说。”这表明在生命起源时，RNA可以组装成各种形状。”
研究发现
利用冷冻电镜，该团队确定了来源于噬菌体序列的三类RNA组装体的结构。
最引人注目的是一个由60个亚基组成的二十面体笼状结构，由`manA` RNA基序形成，这是在发光杆菌物种和感染蓝细菌的噬菌体中发现的保守元件。该笼状结构直径约43纳米，采用T=1二十面体几何结构，与许多小型蛋白质病毒使用的对称性相同。这是首个天然的仅由RNA构成的类病毒衣壳结构。
在尺寸谱系的另一端，来自`Hm kt7-57`家族的一个57核苷酸RNA基序组装成连续纤维，长度超过300纳米。冷冻电镜重建以2.72埃的分辨率解析了这些纤维，作者指出这一分辨率”为通过冷冻电镜测定此类小型、高度重复的RNA组装体的结构创下了新纪录。”
在这两个极端之间，研究团队发现了有限的寡聚体：一个回旋镖状的三聚体和一个链交换的二聚体，两者均由”吻式茎环”相互作用形成，即不同RNA链的环相互结合。
正如作者所言，关键见解是：”组装复杂性并不简单地随RNA长度而增加；紧凑的RNA可以指定传统上与蛋白质相关的结构。”
这对RNA世界假说的挑战
RNA世界假说提出，大约40亿年前，基于RNA的生命先于我们今天所知的DNA-蛋白质世界。一个持续存在的批评是，仅有四种核苷酸和有限化学多样性的RNA无法产生原始细胞生命所需的结构复杂性：保护遗传物质的区室、组织内部的支架以及用于信号传导的多价平台。
这项研究消除了这一反对意见。二十面体笼状结构证明RNA可以形成封闭的区室样外壳，这是脂质膜的前体。纤维表明RNA可能提供了类似细胞骨架的结构支持。”如果早期生命经历过RNA世界，”作者写道，”类似的高级组织形式必然在没有蛋白质的情况下出现。这提出了一个根本性问题：RNA能否像蛋白质生物学中那样实现广泛的组装模式？”他们的回答是明确的”是”。
这些结构通过”五聚体中间体的几何重用”进行组装；相同的RNA构建块既可以形成小型闭合寡聚体，也可以形成60亚基的笼状结构，这表明RNA世界可以通过组合原理从简单部件产生结构复杂性。
注意事项：预印本，并非最终论文
该研究于2026年7月1日发布在bioRxiv上，尚未经过同行评审。DOI为10.64898/2026.07.01.735769。
独立专家呼吁谨慎将结果外推到原始条件。匈牙利罗兰大学的进化生物学家Anna Medvegy指出：”我确实认为环境参数是一个问题。这些结构能否在假设的RNA世界存在的环境中形成？”
这些结构是在实验室培养皿中，在受控条件下由纯化的RNA组装而成。尚不清楚它们能否在早期地球的高温、紫外线和富含矿物质的化学环境中形成。RNA序列来源于现代噬菌体，它们可能保留了古老的结构基序，但并非RNA世界的直接遗存。
更广泛的影响
这些发现是更广泛的RNA结构突破浪潮的一部分。在2025-2026年早期，多个团队在《科学》和《自然》杂志上发表了更大、更复杂的RNA组装体的冷冻电镜结构，表明RNA可以形成六聚体、八聚体和十二聚体。中山大学的预印本将这些工作扩展到短RNA,,早期地球上最可能存在的类型,,并展示了与原始细胞形成直接相关的结构。
除了生命起源研究之外，60纳米的RNA笼状结构还具有潜在的生物技术应用。作者指出，它可以作为基于RNA的药物递送纳米颗粒的蓝图，类似于DNA折纸但可能具有更好的生物相容性。
来源
1. Y. Ren, Z. Zhang, K. Chen, et al., “Structural assemblies for an RNA world,” bioRxiv (2026). DOI: 10.64898/2026.07.01.735769
2. K. Nahas, “RNA can do things which we have never seen before: new study challenges assumptions about what RNA was up to at the dawn of life,” LiveScience, 2026年7月17日.
婷 翻译