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RNAピリミジンとDNAプリンヌクレオシドの選択的プレバイオティクス形成
Selective prebiotic formation of RNA pyrimidine and DNA purine nucleosides.
PMID: 32494078 DOI: 10.1038/s41586-020-2330-9.
抄録
最初の遺伝的ポリマーの性質は、大きな議論の対象となっています。RNAの世界」理論は、RNAが前生物時代の最初の複製可能な情報キャリアであったことを示唆していますが、他の証拠は、生命はRNAとDNAの両方を含む不均一な核酸遺伝システムから始まった可能性があることを示唆しています。このような理論は、主要な情報蓄積分子としてのRNAからの同種DNAの最終的な「遺伝的買収」を合理化するが、同じローカルな原始の地球化学的シナリオの中で、RNAとDNAの両方のビルディングブロックの選択的な生物学的合成を必要とします。ここでは、プリン体デオキシリボヌクレオシドの高収率、完全にステレオ、レジオとフラノシル選択的なプレバイオティック合成を実証しています：デオキサアデノシンとデオキシイノシン。我々の合成は、通常のピリミジンリボヌクレオシド（チチチジンとウリジン）のプレバイオティック合成における重要な中間体を使用しており、一度生成されたピリミジンは、プリン体デオキシリボヌクレオシドの合成を通して持続し、デオキサアデノシン、デオキシイノシン、チチチジンとウリジンの混合物につながることを示しています。これらの結果は、生命の出現以前にプリンデオキシリボヌクレオシドとピリミジンリボヌクレオシドが共存していた可能性を示唆しています。
The nature of the first genetic polymer is the subject of major debate. Although the 'RNA world' theory suggests that RNA was the first replicable information carrier of the prebiotic era-that is, prior to the dawn of life-other evidence implies that life may have started with a heterogeneous nucleic acid genetic system that included both RNA and DNA. Such a theory streamlines the eventual 'genetic takeover' of homogeneous DNA from RNA as the principal information-storage molecule, but requires a selective abiotic synthesis of both RNA and DNA building blocks in the same local primordial geochemical scenario. Here we demonstrate a high-yielding, completely stereo-, regio- and furanosyl-selective prebiotic synthesis of the purine deoxyribonucleosides: deoxyadenosine and deoxyinosine. Our synthesis uses key intermediates in the prebiotic synthesis of the canonical pyrimidine ribonucleosides (cytidine and uridine), and we show that, once generated, the pyrimidines persist throughout the synthesis of the purine deoxyribonucleosides, leading to a mixture of deoxyadenosine, deoxyinosine, cytidine and uridine. These results support the notion that purine deoxyribonucleosides and pyrimidine ribonucleosides may have coexisted before the emergence of life.