強悍細菌原只是過濾砷元素 並非真正「砷基生命」

2020-11-24 中華網


電子掃描顯微鏡下的「食砷細菌」——GFAJ-1

    目前，科學家最新一項研究表明，之前研究人員聲稱細菌具有「咀嚼砷」的能力，該現象之後被證實是不可能的，它們能夠進化形成一種蛋白質，選擇性地過濾有毒元素。

    電子掃描顯微鏡下的「食砷細菌」——GFAJ-1，目前科學家最新研究推翻之前該細菌的食砷特徵，指出這種細菌的蛋白質具有很好的過濾功能，儘管生活在有毒湖泊中，但能過濾富砷的有毒物質。

    這種細菌叫做GFAJ-1，屬於鹽單胞菌屬細菌之一，生活在美國加利福尼亞州莫諾湖泊，這裡的砷濃度可以殺死大多數生命體。在2010年美國宇航局召開的一次新聞發布會上，美國宇航局天生物學研究所的費麗莎-沃爾夫-西蒙宣稱，GFAJ-1將砷酸鹽(一種形式的砷物質)溶入自身DNA中，來代替磷酸鹽(生命體通常使用的一種化合物)。

    這項宣稱產生了許多置疑，一種觀點認為砷酸鹽和磷酸鹽之間的交換性具有化學相似性，兩者的原子都結合著4個氧原子。目前，以色列魏茲曼科學院的丹-塔維弗克和米卡爾-伊萊亞斯帶領一支研究小組發現GFAJ-1細菌具有「過濾」機制，其單細胞能夠阻止有毒砷酸鹽進入。

    這支以色列研究小組發現GFAJ-1細菌中的蛋白質非常特殊，儘管砷酸鹽與磷酸鹽非常相似，但GFAJ-1根本不易與砷酸鹽結合。事實上一個砷酸鹽離子與磷酸鹽離子從外形上存在著輕微差異，磷酸鹽結合蛋白質的區域，氧原子、氫原子和這種蛋白質之間的角度是179.1度，當角度達到180度，這些原子結合的強度最高。

    然而，砷酸鹽離子的結合角度僅是162度，原子之間的結合程度較弱。這不僅僅是單一的結合，它與磷酸鹽離子存在著差異，超過1個以上的氫原子與磷酸鹽結合至蛋白質上。

    當GFAJ-1細菌需要營養物質時，它將蛋白質放置在內膜和外膜之間，該蛋白質能夠挑選磷酸鹽，並送遞至細菌內部。這並不會很強地與砷酸鹽結合在一起，蛋白質具有很好的過濾選擇功能，從而使GFAJ-1細菌可以生活在砷酸鹽指數高於正常值3000倍的莫諾湖中，它們根本不會吸收砷酸鹽物質。目前，這項最新研究報告發表在10月4日出版的《科學》雜誌上。（悠悠）

(來源:騰訊科學)

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