TNA 与 DNA 酶温度响应相反，刚性糖骨架被指为核酸酶可进化性的约束

学术圈重大事件 · 发布 2026-08-14T14:40:00+08:00 · 更新 2026-08-14T14:41:31+08:00

核心结论

Nature Communications 8 月 14 日比较经典 10-23 DNAzyme 与两种体外筛选的 threose nucleic acid 酶。DNAzyme 在 37℃ 反应最佳、到 50℃ 活性减弱，而两种 threozymes 呈相反趋势，提示构象受限的 TNA 骨架需要跨越更高自由能垒才能进入催化构象；活性位点更灵活的 TNA 酶，其反应对温度的依赖随之降低。结果把骨架动力学与核酸酶可进化性相连，对 RNA 世界模型和合成遗传聚合物设计有启发，但样本只覆盖少数酶家族。

Nature Communications 8 月 14 日发表一项核酸酶动力学与可进化性研究。蛋白酶的柔性常被视为催化效率和适应新功能之间的桥梁，但对 DNA、RNA 或人工遗传聚合物形成的酶，骨架动力学怎样限制序列空间和功能演化，了解得更少。threose nucleic acid（TNA）使用四碳苏糖骨架，比 DNA 构象更受限制，因此成为检验“预组织是否会以适应能力为代价”的模型。

研究比较广泛使用的 10-23 DNAzyme 与两种通过体外选择获得的 TNA 酶，也称 threozymes，测量它们切割 RNA 的温度响应。出版社摘要显示，DNAzyme 催化在 37℃ 最佳，到 50℃ 只保留较弱活性；两种 threozymes 却呈现相反趋势，在较高温度下更有利。这一反差被解释为：较僵硬的 TNA 骨架必须获得更多热能，才能跨越通向活性构象的较高自由能垒。

进一步比较发现，活性位点更灵活的 threozymes 对温度的依赖较弱，与上述模型一致。这里的“预组织”并非单纯优势：固定骨架可以减少某些无效构象，却也可能阻碍通过小幅序列变化探索新的催化几何。研究因而把核酸酶的可进化性与骨架本身而非仅碱基序列联系起来，对设计可复制人工遗传系统、开发稳定核酸催化剂以及讨论早期生命采用何种聚合物都有意义。

不过，研究比较的是一个知名 DNAzyme 和两个 TNA 酶，温度依赖也可能受金属离子、折叠路径、底物结合与具体序列共同影响。较高温度增强反应不必然证明进化受限，更不说明 TNA 不可能支持复杂功能。后续需要扩大到更多独立选择得到的酶、不同反应类型和多轮定向进化，直接测量结构异质性、活化能与突变适应度景观；若柔性调整能提高新功能获得率，才可更有力地验证骨架动力学是可进化性的通用设计变量。

信息来源

• Nature Communications 论文页
• DOI

可信度说明

来源为 Nature Communications 同行评议论文原始页面，可核验 10-23 DNAzyme、两种 threozymes、37℃ 与 50℃ 相反温度响应，以及活性位点柔性降低温度依赖的结果。证据支持特定酶体系中的动力学解释，但“可进化性”外推仍基于有限家族和模型，需要多轮定向进化与结构测量验证。

同主题情报

• 动物所 / `Cell`：`disc-Gastruloid` 首次把人类原条形成推进到可空间重构、可延长培养的体外模型

  中国科学院 `2026-07-08` 官方稿显示，团队构建的人类 `disc-Gastruloid` 在 `72` 小时共培养后形成类原条样区域，延长培养后超 `80%` 继续发育为轴向不对称三维胚胎样结构，分出 `14` 类细胞群并与着床后 `21` 天天然胚胎较高相似。它的重要性，在于把人类原肠运动这个长期难直接观察的发育“黑箱”推进到可重复、可操控的体...

• 银河系最快恒星逼近中心黑洞：峰值约每秒 2.5 万公里，或可测量自旋

  Science 与美联社 8 月 19 日报道，甚大望远镜数据识别出银河系内迄今已知速度最快的恒星：峰值约每秒 2.5 万公里，绕人马座 A* 一周约 8.7 年，且比此前纪录保持者更接近黑洞。长期高精度跟踪可能约束银河系中心黑洞自旋，但当前只是发现和轨道测量起点，尚未得到自旋值。

• 嫦娥七号以四器协同搜寻月球南极水冰，跳跃探测器瞄准永久阴影区

  Science 8 月 19 日更新嫦娥七号任务：轨道器、着陆器、巡视器和跳跃探测器将在鹊桥二号支持下调查月球南极水冰与挥发物，四平台合计 18 项载荷，并计划让跳跃探测器进入永久阴影坑现场分析。公开资料仍只给出 2026 年下半年发射口径，最终日期、落点与工程参数需以官方通告为准。

• M87 黑洞第一次有了双频“体检图”，研究者开始按位置读等离子体状态

  中国科学院 2026-07-28 08:18 发布官方稿，介绍上海天文台团队把 1.3 毫米和 3.5 毫米两张 M87 黑洞视界尺度图像合起来，首次做出空间分辨的谱指数分布。简单说，这不只是把黑洞拍得更清楚，而是开始按位置判断视界附近等离子体在不同半径上更接近“自吸收很强的厚辐射”还是“更容易透出的薄辐射”。关键转折出现在距黑洞中心约 30 微角秒处，并与...

• Moderna mRNA 流感疫苗获批，确诊病例相对标准疫苗减少 26.6%

  Nature 8 月 13 日梳理 Moderna 的 mRNA 流感疫苗 mFLUSIVA：FDA 于 8 月 5 日批准其用于 50–64 岁成人，并对 65 岁以上人群给予加速批准，计划进入美国 2026–27 流感季。超过 4 万人的试验中，mRNA 组 2% 出现实验室确诊流感，对照标准疫苗组为 2.8%，相对减少 26.6%；常见不良反应多为轻中...

• KIST 公布 A²SG 训练方法，以自适应非对称梯度改善深层脉冲神经网络

  KIST 8 月 10 日公布已获 ICML 2026 接收的 A²SG 训练方法，用自适应窗口和非对称代理梯度缓解深层脉冲神经网络的梯度变化与时间不一致。机构称该方法在 ImageNet 等任务提高准确率且训练开销低于所比较基线；论文与代码可查，但相对能耗和商业化前景仍需独立复现及真实神经形态硬件验证。