RNA 世界起源假设的核心在于是否存在能实现模板导向自复制的核酶聚合酶，而传统核酶如 189nt R18 类虽具聚合活性，却因尺寸庞大难以自复制与前生物起源。QT45 作为首个仅 45nt 的小型聚合酶核酶，通过定向进化从随机序列库中筛选获得，标志着自复制机制向最小化工程化的突破。它能在弱碱性 eutectic 冰环境中，利用三核苷酸三磷酸（triplet）底物催化通用 RNA 模板聚合，不仅合成互补链（- 链），还能产自身拷贝（+ 链），产量虽低（~0.2%，72 天），但保真度高达 94.1%/nt，证明小型 motif 即可承载复杂聚合功能。
QT45 的设计源于对序列空间丰度的假设：聚合酶活性无需大型复杂折叠，而是可由短序列编码。通过从～6×10^12 随机 RNA 库（20-40nt 随机区）起始，进行 11 轮选择，先单次连接，再迭代 triplet 聚合（模板编码 1 - 多 triplet，变序列）。关键创新是 in cis 格式：库经柔性 linker 拴系底物，活性分子优先自延伸并生物素捕获。后期转 in trans 多轮活性，确保通用性。最终从 1-40 库分离 QT51（51nt），经截短得 QT45，保留近全活性，能合成 > 自身长度的 RNA，如 60nt CGU 重复（3% 产量，14 天）。
证据显示 QT45 具高级聚合表型：多轮转动，序列无关三级接触（类似大型 class I 聚合酶），能拷贝茎环模板（4-8bp 茎，35 天全长产），甚至合成功能锤头核酶（seq0-HH，1.88% 产量，65 天；活性达 WT 19%）。自合成实验证实：在低 RNA（8nM primer/template）、低 Mg（0.4mM）、pH9 CHES、-7°C 冰中，QT45 用 64 种 NNN 池合成 - 链（0.24% 产量，10.9% 完美序列）；+ 链需 13 种定义 triplet+1 hexamer（pppAUUGAU，解链抑制），得 0.17% 产量，43.4% 完美序列。“QT45 能在 eutectic 冰中催化通用 RNA 模板合成，使用 triplet 底物合成互补链及自身拷贝”（Science, 2026）。
为实现可落地自复制，需优化产量 / 保真 / 循环。核心参数清单：
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反应体系（单步自合成）：
- 缓冲：50mM CHES-KOH pH9，0.01-0.05% Tween20，1.2mM KCl，0.4mM MgCl2（低 Mg 减水解）。
- 浓度：8nM Cy3-primer P10，8nM template（含外部 P10 位点），80nM QT45，50nM 各 triplet（总～3.2mM）。
- 温度：-7°C eutectic 冰（稳定核酶，浓缩底物；半衰期～117 天）。
- 时间：72 天（- 链）；+ 链加 1 次 pH - 热 - 冻循环解链。
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底物优化：
- - 链：全 64 NNN 池（突变源，支持进化）。
- + 链：定义 triplet（15 种 QT45 编码）+ pppAUUGAU hexamer（0.25μM，竞争 + 链杂交，解 “strand inhibition”）。
- 备选：混 mono/di/triplet，或 5'- 腺苷化（App）底物（前生物兼容）。
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监控与阈值：
参数 目标阈值 监控方法 产量 >1% 全长（72 天） 尿素 PAGE，ImageJ 量化；深测序验证完美率 > 10% 保真度 >95%/nt 深测序（>10k reads），G:U 错配为主 活性 k_obs>0.06 min^-1 时间程单连接测定 稳定性 t1/2>100 天 冰中降解曲线 -
迭代优化策略：
- 进化：24% 突变 + 7 轮选择，提升速率 / 保真（如 t5c1 达 97.4%）。
- 环境：pH - 冻融循环（解双链，促进指数复制）。
- 抑制缓解：高 triplet/hexamer 比（>10:1），低 + 链 / 模板比（<10:1）。
- 回滚：若产量 < 0.1%，增 hexamer 或换 AU-rich 模板区；保真降 < 90%，限定义底物。
- 规模化：微流控冰阵列，自动化深测序反馈。
风险：重组副产物（2',3'- 环磷酸转酯），用 DNA 尾区分；Eigen 阈值限长（当前 94% 保真仅持 45nt，需 > 97% 扩容）。未来闭环 one-pot：结合 pH 循环 + 辅助解链剂（如尿素），目标指数增长。
QT45 最小化自复制桥接前生物化学与达尔文进化，参数清单提供合成生物 / 起源实验蓝图。
资料来源：
- Primary: Science doi:10.1126/science.adt2760 (PMC7618777)
- News: Chemistry World (2026-02-16), UKRI
- 总阅读：5 页（primary+3 news/PMC+search 聚合）
（正文约 1250 字）