最新研究表明30亿年前的地球上铁可以代替镁在RNA中所起的作用
佐治亚理工学院 Loren Williams 和他的合作者
在元素周期表中，铁元素和镁元素相距甚远，但科学家最新研究表明，30亿年前的地球，铁可以很好的代替镁在RNA中所起的作用。
在生命演化早期阶段， DNA和编码蛋白出现之前，RNA在生物演化过程中扮演了非常重要的角色，而且在30亿年前，地球无论是大气还是海洋都十分缺乏氧气，但却含有非常丰富的可溶性铁。
佐治亚理工学院（Georgia Institute of Technology）的研究人员通过实验和数值的计算表明：在缺氧的情况下，铁可以代替镁，在RNA折叠和催化结合中起到类似的作用，并且RNA的形态和折叠结构并不会因为镁被铁取代而发生明显改变，而且它的功能活性也相应增加了。相关的研究结果发表在《公共科学图书馆》《PLoS ONE》上。
在30亿年前的地球大气中，自由氧气几乎是不存在的，当氧气作为光合作用的产物进入大气后，很容易会导致当时地球上的铁生锈，形成大规模的条带状铁矿，这种铁矿是今天我们人类开采最多的一类铁矿资源。
随后氧气逐渐增加，地球环境也发生显著转变，生物进化过程因此也受到重大影响，包括生物化学机制和新陈代谢途径等，新研究表明这种生物机制的转变很可能最终导致了在RNA演化中铁元素逐渐被镁元素所取代。
而且，量子力学的计算也表明，RNA中铁和镁的互换并不会影响RNA的整体结构，它们的细微差别体现在：从磷酸到铁之间的电荷转移要比磷酸到镁之间转移的更多，而且镁和铁的存在也会对不同生物酶活性产生显著的影响作用。
研究人员Loren Williams最后补充道：“在催化作用上，铁是镁优秀的替代者，而且RNA的进化与铁的存在密切相关，它们之间的‘配合’十分完美。”
（化石网/库森 编译）
