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伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的一项新研究采用了不同的方法，表明遗传密码起源的答案可能隐藏在蛋白质最简单的构建块中。研究发现，蛋白质结构域、转移RNA和二肽的进化模式密切对齐，表明它们共享一个共同的历史。该研究分析了来自1561个蛋白质组的43亿条二肽序列，这些蛋白质组涵盖了生命的三个主要领域：古菌、细菌和真核生物。所有三个信息来源（蛋白质结构域、tRNA和二肽序列）都揭示了相同的氨基酸以特定顺序被添加到遗传密码中的过程。

研究人员支持“蛋白质优先”的观点，表明涉及核糖体蛋白和tRNA的相互作用是在生命后期发展的，而不是在生命的最初阶段。生命依赖于两个紧密相连的系统：遗传密码在核酸中存储信息，而蛋白质密码决定了分子如何执行细胞功能。核糖体通过从tRNA递送的氨基酸组装蛋白质来连接这些系统。

二肽与早期蛋白质结构

研究结果表明，蛋白质组可能持有关于遗传密码发展早期阶段的重要线索。二肽作为蛋白质的早期结构构件可能特别重要。二肽对中展现出了显著的对称性：每个二肽由两个氨基酸组成，而其对应的“反二肽”则顺序相反。在进化树上，大多数二肽和反二肽对在进化时间线上出现得非常接近，这种同步性揭示了遗传密码的某种基本特性。

对现代科学的意义

理解遗传密码如何演化为合成生物学、生物医学研究和基因工程等领域的进步提供了支持。研究人员指出，合成生物学正在认识到进化视角的价值，通过让自然指导设计来加强基因工程。理解生物组件和过程的古老性很重要，因为它突显了它们的韧性和对变化的抵抗力。要进行有意义的修改，理解遗传密码的约束和基本逻辑至关重要。

参考文献

Wang, M., Caetano-Anollés, G. et al. (2025). Tracing the Origin of the Genetic Code and Thermostability to Dipeptide Sequences in Proteomes. Journal of Molecular Biology. DOI: 10.1016/j.jmb.2025.169396

该研究通过分析来自1561个基因组（涵盖古菌、细菌和真核生物）的蛋白质组中二肽的出现频率和进化模式，并与蛋白质结构域和tRNA的进化时间线进行比较，发现二肽、tRNA和蛋白质结构域的进化模式高度一致，共同揭示了氨基酸被纳入遗传密码的特定顺序。研究团队来自伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校等机构。该研究于2025年8月14日发表。