遗传密码是生命的通用语言。它描述了信息如何被编码进遗传物质，并且对所有生物(从简单的细菌到动物到人类)都是相同的。然而，遗传密码的起源仍然是个谜。在过去的两年里，维也纳大学和维也纳医科大学Max F. Perutz(MFPL)的研究小组，发现了几条令人惊讶的线索，可以帮助解开这个谜。相关研究结果以一系列论文的形式发表，最近一篇论文发表在12月份的《Nucleic Acids Research》杂志。

关于活生物体的所有信息都存储在它们的基因中。例如，基因编码我们的身高、眼睛颜色或对不同疾病的易患性。为了让细胞能够读取基因中包含的信息，每个基因首先被复制到一个所谓的信使RNA(mRNA)中，然后其内容被翻译成。mRNAs中的信息是使用一个核酸碱基四字母表进行编码，蛋白质是使用一个20字母的氨基酸表进行构建。科学家已经在50年前破解了用以将mRNAs翻译成蛋白质的语言——遗传密码。虽然我们现在知道如何读取核酸碱基组成的单词，并理解它们代表哪个氨基酸，但是这种通用语言的起源，仍然是神秘的。

来自结合的编码

一种想法，所谓的立体化学假设，表明遗传密码可能是合适的核酸碱基的直接结合倾向的一个结果。简单的说，该假设认为，遗传密码(核酸碱基)中的符号，可能直接结合它们所代表的对象(氨基酸)。但是，像这样的倾向似乎是很弱的，所以很难得到有力的实验证据支持这一假说。

另一方面，如果着眼于完整的mRNAs及它们编码的蛋白质，你也许会得到放大的信号——Bojan agrovi及其同事在过去两年一直都在探索。该研究小组已经收集证据表明，现代生物的大多数mRNAs确实表现出与它们所编码蛋白质互补结合的特征。研究人员在15种不同生物的整套蛋白质(完整)中研究了这种关系，涵盖三种主要的生物。

互补相互作用

使用实验和计算得出的数据，他们发现，mRNAs中不同核酸碱基的密度分布，非常类似于它们所编码的蛋白质中这些相同核酸碱基的氨基酸亲密度分布。此外，他们发现，遗传密码进行了高度最佳化，以最大化这种匹配。重要的是，这不仅表明遗传密码确实已经进化为mRNAs和蛋白质之间直接相互作用的一个结果，而且也意味着，在当今的生物体中这种相互作用可能仍然是相关的。后者可能代表一种仍然未知的层次。

类似于一个饼干模具

Bojan agrovi解释说：“想象一下，让一组朋友烘焙一种圣诞树形状的饼干。如果树的外观和形状是以书面形式向他们解释，那么所作出的饼干没有完全一模一样的。但是，如果给他们一种圣诞树形状的饼干模具，那么所作出的饼干圣诞树都将是相同的：关于饼干形状的信息，被忠实地编码入其模具的互补形状中。我们的研究结果表明，密码可能有一个简单的开始，其中蛋白质序列的信息被储存在互补的mRNAs序列中。有可能，我们的分析实际上揭示了当今生物分子中这样一个旧时代的痕迹。”

原始事件的回声仍然引起今天的共鸣?

虽然大多数的mRNAs碱基核酸被证明直接偏爱它们所编码的氨基酸，只有一个——腺嘌呤，表现出相反的行为。这可能表明，为了调节和削这种弱结合，腺嘌呤在其发育第二阶段就进入遗传密码。科学家们现在正寻找实验证据来支持这些说法，但是他们也正在进一步分析mRNA-蛋白直接相互作用在当今中可能发挥的作用。Bojan agrovi说：“mRNAs及其同源蛋白质比邻存在的最明显的一个过程是——翻译。例如，新合成的蛋白质，通过竞相与翻译机制结合，抑制其自身mRNA的翻译。我们会继续研究，是否我们的结果与今天细胞中的这种调节过程确实有关联。如果原始事件的回声在当今生物学领域内仍然引起共鸣，这将是非常有趣的。”

原文索引：Anton A Polyansky, Mario Hlevnjak and Bojan Zagrovic: "Proteome-wide analysis reveals clues of complementary interactions between mRNAs and their cognate proteins as the physicochemical foundation of the genetic code." RNA Biology. August 2013. DOI: dx.doi.org/10.4161/rna.25977