早期生命可能起源於RNA和DNA構建塊的混合物，同時發展出兩種核酸，而不是從RNA進化出DNA。
根據RNA世界假說，早期生命使用RNA來攜帶遺傳資訊並執行生化催化反應。隨著時間的推移，DNA從RNA發展而來，成為遺傳資訊的載體，蛋白質則作為生化催化劑出現。
隨著RNA讓位於DNA，一些人認為核苷酸構建塊的混合是不可避免的。當這些核苷酸連線形成鏈時，純RNA和DNA雙鏈的熱力學和動力學穩定性將驅動這些核酸在原始細胞中積累，而含有RNA鏈和DNA鏈的熱穩定性較低的複合物則會分解。
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斯克裡普斯研究所的Ramanarayanan Krishnamurthy及其同事想知道，每條鏈都包含RNA和DNA核苷酸的雙鏈是否足夠穩定，可以作為RNA向DNA過渡過程中的可能的中間體。研究人員購買了商業合成的RNA和DNA序列，長度為6到16個鹼基。在一些序列中，他們系統地將含有鹼基腺嘌呤或鳥嘌呤的嘌呤RNA核苷酸轉化為相應的DNA嘌呤。在另一些序列中，他們將含有胞嘧啶或尿嘧啶鹼基的嘧啶RNA核苷酸轉化為含有胞嘧啶或胸腺嘧啶鹼基的嘧啶DNA核苷酸。結果是產生了幾個核酸雙鏈系列，從全部是RNA核苷酸到完全沒有RNA核苷酸不等。
為了測試這些序列的熱穩定性，研究人員加熱每個雙鏈以分離鏈。然後，他們測量了隨著鏈熔化而增加的紫外線吸收。隨著溫度升高，吸收增加得越快，鏈分離得越快，表明雙鏈越不穩定。許多含有RNA和DNA核苷酸的混合雙鏈在純RNA或純DNA雙鏈之前熔化了多達20度，表明它們的熱穩定性明顯低於純雙鏈。
Krishnamurthy說，他們驚訝地發現這種不穩定性趨勢適用於各種序列。在沒有辦法阻止這些混合序列形成，或者沒有原始催化劑來克服其不穩定的情況下，研究人員認為，獲得純RNA和純DNA雙鏈的最有效途徑是從兩種核苷酸的混合物開始，而不是從純RNA池中發展出核苷酸混合物。
美國加利福尼亞大學聖克魯茲分校的David Deamer說：“這篇論文提出了重要的結果，將影響我們對RNA和DNA如何在原始生命中相互作用的看法。”然而，根據條件的不同，RNA和DNA在承受諸如脫嘌呤，脫氨和水解等化學變化方面具有非常不同的能力。他還補充說，在考慮如何將這兩種核酸納入最早的生命形式時，還應考慮它們的化學穩定性。
美國應用分子進化基金會的Steven Benner說，原始世界在化學上不夠複雜，無法區分RNA和DNA構建塊的假設挑戰了RNA世界能力的一些證據。諸如輔酶A之類的現代酶活性增強的小分子具有RNA核苷酸尾。這表明，這些RNA輔因子可能是一個能夠從兩種核苷酸池中組裝純RNA和純DNA的RNA世界的一部分，他說。
本文經《化學世界》許可轉載。 該文章於2016年9月26日首次發表。