2026 年 10 月 20 日，西湖大学施一公、占谢超团队在 Vita 报告：三种植物蛋白能在不添加核酸模板和引物的条件下，把游离核苷酸拼成 RNA。但让这个结果站住脚，远比看到一条产物带复杂。
这项研究从 AI 预测结构出发，走到蛋白纯化、核磁共振和晶体回收实验。结构相似性提供了寻找新功能的线索，但 RNA 合成活性必须由实验确认。文章标题中的“新机制”，目前应理解为新确认的生化反应路径，完整分子步骤仍待解析。
植物候选蛋白
植物蛋白
核磁支持的经典连接
序列只像约 15%，为什么仍值得动手？
像寻找零件不同、却保留相似工作腔的机器，研究者先比较蛋白的立体结构。他们用人类 cGAS 的结构作为查询，借助 DALI 搜索 AlphaFold 预测的植物蛋白结构。但结构相像，只能提示值得测试，无法直接指定它会催化哪种反应。
检索覆盖水稻、拟南芥和玉米，先得到 266 个候选；提高结构相似性门槛后剩下 29 个，再按三个酸性残基的保守性缩至 19 个。这些候选与人类 cGAS 的平均序列一致性仅约 15%。但空间上的相似，为低序列一致性的蛋白提供了功能筛查入口。
团队重点测试水稻蛋白 OsNTP4。其预测结构与人类 cGAS 叠合，整体均方根偏差为 4.623 Å，但在保守活性区域，66 个对齐原子的偏差降至 0.735 Å。局部催化环境比整体轮廓更接近，促使研究者继续追问它的核苷酸加工能力。
三个对应的酸性位点是 Asp100、Asp102 和 Asp157。团队分别将它们换成丙氨酸，观察到催化活性丧失；但另一个表面位点 Lys194 的相同替换，对活性影响很小。按正文报告，这组对照把结构线索进一步连接到功能证据，却仍不能独自解释完整催化过程。
看到一条长链，离证明 RNA 还差几步？
实验中，研究者将 5 μM 纯化 OsNTP4 与各 2 mM 的四种核苷三磷酸混合，在 37 ℃ 孵育 12 小时。加入蛋白后出现新的产物峰，变性凝胶显示产物多数为 50–300 个核苷酸长度。但这些都是体外条件下的观察，不能据此推定植物细胞里的反应速率。
像把长链交给“剪刀”检查，研究者用 RNase I 处理产物，发现 UTP、ATP 和 CTP 单独生成的聚合物可被消化。但 GTP 产物较少、较短，且仅部分被消化。因此，核酸酶敏感性提供了重要线索，化学连接方式还要另行鉴定。
连接方式如同链条接口：外形相似，接口位置仍可能不同。团队用核磁共振分析 UTP 产物，并与合成 RNA 对照；磷酸与相邻核糖上 H3′、H5′ 的相关信号，支持经典的 3′–5′ 磷酸二酯键。但这一直接证据不能无条件推广到每一种单底物产物。
正文还报告 ATP、CTP 产物有对应的核磁证据，但 GTP 产物因丰度低，未完成同类鉴定。反应同时依赖二价金属离子：缺少 Mg²⁺ 和 Mn²⁺ 时未检出产物。这些结果限定了化学反应的条件，也让“蛋白把核苷酸串起来”的判断更具体。
最难排除的，是跟着蛋白一起进来的东西
不额外添加模板和引物，仍可能有微量核酸或其他酶随蛋白进入反应。“没有添加”是实验起点，但排除夹带污染，才是支持从头合成的关键。因此，研究者把证明责任放在多条相互补充的证据上。
团队用完整蛋白质谱检查共价附着物，再将蛋白消化，检测可能夹带的核苷酸。OsNTP4 催化结构域的实测质量为 37,681.0 Da，接近理论值 37,681.53 Da；样品也未检出相应游离核苷酸峰。但“未检出”有检测边界，仍需要另一种方式检验活性归属。
下一步是让蛋白结晶，再洗涤晶体、溶解回收，重新测试。洗涤后的晶体来源蛋白仍能生成依赖 UTP 的高分子产物，但从同一液滴取得、同样处理的非晶体对照没有相应信号。这为“活性来自 OsNTP4 本身”增加了一条独立支持。
这里结晶服务于活性验证，但并未给出 OsNTP4 催化反应的实验结构。纯化、质谱、位点突变和晶体回收检测共同压缩了替代解释的空间。所谓“从预测到验证”，在这篇论文中具体落实为：每出现一个新解释，就增加能够区分它的对照。
会给 RNA 加尾，也能从零开始？
水稻 OsNTP10 和拟南芥 AtURT1 也在不添加模板和引物时生成 RNA 聚合物。但三种蛋白的底物偏好和产物分布并不完全一致。这使发现从单个蛋白延伸到相关植物蛋白，同时保留了家族成员之间的功能差异。
这些蛋白原本属于末端核苷酸转移酶家族，像在已有绳尾继续接线；实验也保留了它们延长既有 RNA 的能力。但这次结果增加了从游离核苷酸起步的输出方式。其余 16 个结构候选是否具有相同活性，论文尚未建立证据。
这条发现路径也有发表背景：2026 年 9 月，Nagpal 等已在 Nucleic Acids Research 报告人类 TENT4B 的无引物、无模板 RNA 聚合活性。但植物研究补充了不同蛋白、结构引导筛选和产物化学鉴定，不能笼统包装成全球首次。
家族中已有三种蛋白获得体外活性支持，但“相关蛋白都能合成 RNA”仍是待检验的推广。研究的价值在于打开了一个可实验追踪的功能空间；结构预测可以继续扩大候选，验证却必须逐个跟上。
能合成 RNA，距离写出指定序列还有多远？
初步测序分析得到 950 条序列，U 的总体比例为 56.0%，其余三种碱基各占 13.4%–16.4%。但样品经历加 poly(A) 尾、逆转录和 PCR，这些数据描述的是最终测得的序列集合。作者明确提醒，它们不能忠实代表原始完整 RNA 群体的全部特征。
存在碱基偏好，并不等于已经具备指定序列的写入能力。实验支持无外加模板和引物的 RNA 合成，但尚未实现按指定序列制造 RNA。“蛋白质到 RNA”描述酶催化核苷酸聚合，也不能被读成氨基酸序列被反向翻译成遗传信息。
研究者还用 AlphaFold 预测了 OsNTP4 与短 RNA、UTP 的结合构型，但这些仍是机制假说。第一根键如何形成、产物长度如何控制、RNA 如何释放，都没有被直接解析。接下来需要底物、中间态或产物结合的实验结构，把几何上的可能性变成反应步骤。
生命起源由此多了一种可讨论的化学能力，但现代植物酶的体外活性无法证明远古过程。论文尚未找到内源 RNA 产物，也未确定反应发生的细胞条件。如果让植物中的催化位点失活，究竟会少掉哪一类 RNA、改变什么表型？这个问题，仍要回到活细胞里回答。
