科学家制造出全新的生物！ 有史以来第一次在活生生的细胞里形成碳硅键
不是我们所认识的生命
科学家已经设法哄骗活细胞制造出碳硅键，这是有史以来第一次展示大自然可以将硅，地球上最丰富的元素之一，并入到生命的基本元素。
虽然化学家之前已经做出碳硅键，它们被发现在每一样事物中，从油漆和半导体到电脑和电视萤幕，但它们迄今从未在自然界中被发现，而这些新的细胞可能帮助我们更加了解在宇宙其他地方有关硅基生命的可能性。
在氧元素之后，硅是地壳中第二丰富的元素，但到目前为止，它与生物学上的生命无关。
为什么硅从未被纳入在地球上任何种类的生物化学，已经是科学家一个长期的谜题，因为在理论上，硅基生命形式应该很容易在我们的星球上演化，如同我们知道并且喜爱的碳基生命。
不仅仅是碳和硅在地壳中都非常丰富，它们的化学组成也非常相似。
碳和硅共同拥有的最重要的特征之一是能够同时与四个原子形成键，这意味着它们有能力把形成生命基础所需的分子长链结合在一起，例如我们所知道的蛋白质和DNA。
然而，就我们所知，硅基生命形式不存在于星际争霸战(Star Trek)的宇宙之外。
研究人员之一，来自加州理工学院的珍妮佛‧简(Jennifer Kan)说：“没有已知的活生物把硅碳键放在一起，即使硅是如此丰富，在我们的周围，在岩石和所有的海滩上。”
说清楚一点，让活细胞实现碳硅键，简和她的团队发挥了重要作用，这不是细胞本身可以轻易做到的东西。
但实验证明，这些键可以在自然界中形成，只要你有适当的条件。
藉由分离自然存在于海洋红嗜热盐菌(Rhodothermus marinus)中的一种蛋白质，研究人员开始进行研究工作；这种细菌在冰岛的热温泉中茂盛生长。
他们喜欢这种称为细胞色素c酶(cytochrome c enzyme)的蛋白质，因为虽然它的主要作用是传输电子通过细胞，但实验室测试揭露，它可能促进这种可以附加硅原子到碳的键生成。
在分离出蛋白质后，对于这种蛋白质，他们将基因插入到一些大肠桿菌内，来看是否它能促进碳硅键在大肠桿菌活细胞内产生。
这些硅改造细菌的第一次迭代没有做太多，但这个团队继续突变在大肠桿菌基因组的特定区域内的蛋白质基因，直到发生非常酷的事情。
阿维娃·鲁特金(Aviva Rutkin)对新科学人(New Scientist)杂志报导：“经过三回合的突变后，蛋白质能够把硅结合到碳，效率是任何合成催化剂的15倍。”
事实上，这种已经被改造来生产碳硅键的细菌，比起化学家在实验室里能够做出来的更有效率。有两个令人兴奋的理由，首先，它提供了一种更好的方式生产我们需要的碳硅键来制作东西；例如药物、农业化学品和燃料。
来自加州大学戴维斯(Davis)分校、没有参与研究的安妮莉丝‧佛兰兹(Annaliese Franz)告诉新科学人杂志：“这是人们所谈论的、梦想的、想知道的东西。”
“任何制药化学家都可以在星期四读到这篇文章，然后在星期五决定他们要把这个作为一个他们可能会使用的基本元素。”
其次，它意味着一个生命形式可能至少有一部分可以是以硅为基础，而且如果研究人员继续培养这些类型的细菌，我们应该会有更好的了解它们可能看起来像是什么样子。
一位团员法兰西斯‧阿诺(Frances Arnold)在一份新闻声明中说：“这项研究显示出大自然如何能够快速适应新的挑战。”
“当我们以人工选择的形式提供新的试剂和适当的激励时，细胞的DNA编码催化机制可以快速学习，来促进新的化学反应。大自然自己可以做到这一点，如果她想要的话。”
这项研究已经发表于科学(Science)期刊。
发表你的评论吧返回顶部
!评论内容需包含中文