微生物以砷为食不奇怪 我国曾培育过食砷菌

  • 刘然 (人民网科技频道)
  • 创建于 2010-12-10
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美国国家航空航天局(NASA)近日宣布,科学家在加利福尼亚州湖泊中发现一种以剧毒的砷(俗称砒霜)为食的微生物,甚至能将砷融入它们的DNA。并评价说,这种生命形式的存在将改写所有生物教科书中关于外星生命的理论,使地球外寻找生命的范围得以扩展。(查看新闻)然而,多位科学家却对试验过程和意义表达了质疑。

    那么,这种微生物的发现在科学界究竟有什么样的意义?我国科学家们又是怎样看待这个研究成果的?今天上午,记者专访了中科院微生物所程光胜研究员,对网友关心的问题进行了解答。


    程光胜认为,由于微生物大部分是人类肉眼很难发现的,所以很多微生物是在实验室中进行培养的。人的参与不可避免会影响到这些微生物,因此,这次发现的微生物是否还是大自然中发现的那一种“很难说”。

    其次,“砷对人类来说是有毒的,但是对微生物却不一定”,以砷为食的微生物并不稀奇。我国上世纪70年代就已经开发过一种以砷为食的细菌,用以处理含高浓度砷化合物的环保技术,用来治理砷污染。另外,现在对于极端环境下微生物的研究也有很多,例如:高温环境、高压环境、高碱环境等。

    虽然微生物细胞的结构成分中过去没有发现过砷元素,但是从化学家的角度来看,砷和磷是同族元素,砷取代磷是完全可能的,“况且,核酸中有几千万的碳氢氧氮磷原子,砷原子部分取代了磷原子,不必大惊小怪”,2007年我国科学家就曾在细菌核酸中发现了硫原子——这项发现说明硫元素也可以取代核酸中的氧元素,这是相通的原理。

    对于NASA和一些媒体对这项研究的评价意义,程光胜认为有些过分,并且“身边很多同事也支持我的看法”。自从人类17世纪发现微生物以来,“人类对微生物的认识还十分有限”,况且地球只是宇宙的一粒尘埃,以地球上的生命形式去猜测浩瀚的宇宙,结果不言而喻。他表示,“未知的东西很多,发现什么都是有可能的”,而科学研究的意义就是发现未知!

    新闻资料:

    中美科学家在天然DNA骨架中发现硫元素

    2007年,邓子新与其科研团队在这个原创性新领域不断努力,取得了新的成果。有一种被用作药物的DNA修饰物,原本一直是科学家在实验室中合成的,现在,中美科学家共同发现,原来细菌早就会干这件事——5种酶合力,能将硫掺入到DNA骨架中。这种被称为磷硫酰化的DNA修饰,是迄今在天然DNA骨架上发现的第一种生理修饰。 

    邓子新领衔的实验室与美国麻省理工学院合作,成功解析DNA硫修饰精细化学结构为“R-构象的磷硫酰”的研究成果《细菌DNA大分子上的磷硫酰化》,发表在《自然》系列之《化学生物学》网络版上。这是迄今为止在天然DNA骨架上发现的第一种生理修饰。 

    论文评审员说,此文报道了由细菌DNA降解所衍生出来的一项振奋人心的、令人意外的发现,具有最高级别的科学价值。昨天,美国化学会在《化学与工程新闻》上发表了专评文章,点评了这项发现的部分精髓,并配发了题为《硫元素的意外》的化学结构详图。 

    这是该实验室继今年4月在Nucleic  Acids  Research、5月在Biochemistry、7月再次在Nucleic  Acids  Research、8月在Molecular  Microbiology,系列报道DNA硫修饰研究相关的酶学功能、修饰位点、生物类别和分布规律后,连续报道DNA硫修饰研究的后续进展,这标志着我国在此前沿新兴基础领域的研究已成体系,并将继续发挥国际引领作用。 

    “这一发现,再次证明大自然蕴含无穷神秘,人类会做的事情,它早就会做了。”邓子新在接受记者采访时表示,天然DNA骨架上磷硫酰化的发现无疑构成了对DNA结构又一新的补充,如同甲基化的修饰导致了一系列新的发现一样,DNA磷硫酰化的发现将产生分子生物学领域新的“信息”流,并打开一个新的学科领域。 

    有关专家认为,这个新领域刚刚打开,众多研究内容的延伸可能形成一系列新的跨越不同学科的研究生长点。比如透过DNA磷硫酰化修饰找到全新功能的核酸酶,用细菌来合成磷硫酰化寡核苷酸用于生物化学和基因治疗等,都将具有重大的生物学或生物工程学意义。 

    DNA是生命的物质基础,由5种元素(C、H、O、N、P)所构成的4种核苷酸序列编码着自然界千变万化的遗传现象,贮存着生物界无穷无尽的遗传信息资源。对DNA大分子的研究,是生命学科最为引人注目的研究领域之一,在与DNA研究有关的重大成果中,DNA甲基化限制修饰作为DNA结构的第一个补充,十分引人注目。它在基因表达、基因沉默等方面的作用无疑对分子生物学的发展具有里程碑式的贡献。除甲基化修饰以外,至今在构成生命物质基础的DNA上尚未发现其他形式的重要修饰。(来源:《新民晚报》2007年10月18日 )

 

 

 

 

责任编辑:刘然

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