改寫中心法則？Science：斯坦福團隊發現首個以蛋白質為模板進行DNA合成的逆轉錄酶

題圖 | Pixabay

生命的遺傳信息如何代代相傳？中心法則為我們描繪了遺傳信息從DNA到RNA再到蛋白質的經典路徑。隨后，逆轉錄酶（RT）和RNA依賴的RNA聚合酶（RdRp）的發現，打破了信息單向流動的傳統認知。

然而，在這些已知的生命過程中，一個共同的‘規則’似乎從未被打破：所有序列特異性的聚合酶，都必須依賴一條核酸（DNA或RNA）作為合成的模板。

2026年4月16日，斯坦福大學研究團隊在"Science"期刊上發表了一篇最新研究論文。

這項研究首次發現以蛋白質為模板進行DNA合成的逆轉錄酶，一種細菌逆轉錄酶Drt3b，它無需核酸模板，而是利用自身氨基酸側鏈作為模板，精確合成特定序列的DNA。

這一發現是對生命信息傳遞基本規則的又一次突破，填補了生物信息傳遞的關鍵拼圖，為我們理解生命的編碼規則開辟了新的維度。

圖源：論文截圖

這項研究始于一個獨特的細菌防御系統：DRT3（Defense-associated Reverse Transcriptase 3）。它由兩個來自不同分支的逆轉錄酶Drt3a和Drt3b，以及一個非編碼RNA構成。

研究證實，當DRT3在細菌中表達時，能夠高效抵御多種噬菌體的入侵。通過對表達DRT3的細菌進行non-stranded雙鏈DNA（dsDNA）測序分析，發現細胞內會自主產生大量由poly(GT/AC)交替重復序列組成的dsDNA，且這一過程無需噬菌體感染即可發生。

體外實驗進一步證實，純化的DRT3復合物確實能夠合成這種特異的dsDNA。其中，Drt3a負責產生單鏈poly(GT) DNA，而Drt3b則負責合成互補的poly(AC)單鏈，并共價連接到自身蛋白上。

研究揭示了DRT3作為一個精密細菌防御武器的內在機制。其內部包含兩個分工明確的逆轉錄酶：Drt3a遵循以RNA為模板的傳統路徑，而Drt3b則開創了以蛋白質為模板的新模式。二者協同合成dsDNA，共同實現抗噬菌體功能。

綜上，Drt3b的發現，是分子生物學研究中的一項重要突破，極大地拓展了我們對核酸聚合酶功能多樣性的認知，也為“蛋白質→DNA”這一全新的生物信息傳遞路徑提供了證據。

參考文獻：

https://doi.org/10.1126/science.aed1656

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