人工合成核糖核酸

1982 年 1 月 13 日，中国科学院宣布：中国科学院上海生物化学研究所

等单位，经过 13 年的艰苦努力，在 1981 年底胜利地完成了酵母丙氨酸转移核糖核酸的人工合成。我国科学工作者继首次人工合成胰岛素之后，又首次人工合成了核糖核酸，这标志着人类在探索生命科学的征途上，又跨出了重要的一步。

大家知道，核酸和蛋白质是一切生命最基本的物质。核酸按化学组成， 又可分为核糖核酸（RNA）和脱氧核糖核酸（DNA）两种。DNA 是遗传信息的载体，RNA 则是遗传信息表达不可缺少的中间物质。无论 DNA 还是 RNA，都是由几十个乃至成千上万个核苷酸连接而成。核苷酸则由磷酸、碱基和戊糖组成。RNA 又有三种，一种叫核糖体核糖核酸（rRNA），它是蛋白质“装配机”

——核糖体的重要组分。一种叫信使核糖核酸（mRNA），它载有从 DNA 分子转录过来的遗传信息，作为合成蛋白质的模板。一种叫转移核糖核酸（tR- NA），它是蛋白质合成的“起重机”，将原料——氨基酸分子搬运至核糖体上，并按（mRNA）信息依次“对号入座”，从而保证蛋白质合成的准确性， 因为一种或几种 tRNA 只负责“搬运”某一种氨基酸。

我国科技人员首次人工合成的酵母丙氨酸转移核糖核酸，其核苷酸排列的顺序，是美国科学家霍莱于 1965 年测定出来的。霍莱由于这个贡献而荣获诺贝尔奖金。该 tRNA 分子量约二万六千道尔顿，为牛胰岛素的 4～5 倍，结构也比胰岛素复杂得多。它是由 76 个核苷酸连接而成的三叶草形结构，其中除含有四种常见的核苷酸外，还含有七种稀有核苷酸。

我国科技工作者们迎难而上，于 1968 年正式开始了人工合成 RNA 研究工作，由中国科学院、北京大学和上海试剂二厂等组成协作攻关组，经过艰苦努力，于 1974 年合成了δ核苷酸；1977 年 7 月第一次用 RNA 连接酶合成了16 核苷酸的长片段；1979 年底合成了 41 个核酸的分子；同年 10 月 20 日， 终于完成了全分子的人工合成。合成产物经过凝胶电泳测定，它的位置和天然分子完全相同。而且，它具有接受丙氨酸的活性，能把所携带的丙氨酸渗入到蛋白质中去，说明它具有天然分子相同的生物活性。

人工合成酵母雏氨酸转移核糖酸的成功具有重大的理论和实际意义。在理论研究方面，通过人工合成的方法，改变 tRNA 的结构，观察其活性的变化， 将为研究 tRNA 的生物功能提供有力的手段。在实际应用中，它将带动我国核酸试剂、工具酶及多种治疗严重疾病的核苷酸类药物的生产，也为基因工程人工合成基因打下基础，促使基因工程更好地为农业、林业、畜牧业、工业和医学服务。