@ 2016.11.27 , 09:00
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开天辟地头一遭:活体细胞形成碳硅键

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目前所知的硅基生命只有星际迷航里的Horta

就目前所知,形成生命需要一些碳,一些水,还有一些元素。我们从未见过生命源自其他物质。比如硅,硅是地壳中第二多的元素,可是生物体却几乎用不上它。

硅的化学组成跟碳很像,而且也是四价,即一个原子能四个其他的原子化合,也就是说硅从理论上也可以成为生命的基础分子,比如蛋白质和DNA。几十年前,有机碳-硅键已经为化学家所使用了。但是那些都是人工合成的,我们至今没有在自然中看到类似的键。地球上还没有进化出硅基生命来。

这个问题科学家们已经琢磨了几十年:有可能存在硅基生命吗?如果有,长什么样呢?

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为了解答这个问题,加州理工学院的团队成功哄诱了活细胞形成了碳硅键,第一次展示了自然是如何把这一元素吸收进生命的。

“没有任何已知的生命可以将硅和碳键连在一起,即使我们被硅所包围,无论是岩石还是砂砾,”研究者之一的Jennifer Kan说。

他们一开始将海洋红嗜热盐菌体内的一种蛋白质分离出来,这是一种生活在冰岛温泉里的细菌。这种蛋白质叫做细胞色素C酶,它的主要作用是将电子拒之门外。将它分离是因为它会促进产生一种结合碳原子和硅原子的键。

为了识别给细胞色素C编码的基因,他们将其复制到大肠杆菌上,看它是否能够产生这些键。开始几次尝试并不成功,但是他们一直不断改变蛋白质基因,并最终取得想要的结果。

在经过三轮变异后,蛋白质成功将硅和碳键连起来,而且比人工催化效率高15倍。

这种新的连接方式会改变我们现有的合成方法,比如用于制造燃料、药物和肥料的技术。它同样展示生命也可以是硅基的。

“该研究显示自然可以快速适应新挑战,”团队成员之一的Frances Arnold说。

“当我们提供新的试剂和合适的诱因时,细胞中通过DNA编码的催化过程能快速产生新的化学反应。只要它想,自然本身也能做到这一点。”

Kan的团队为了让细胞产生碳硅键做了大量工作,细胞本身无法轻松做到这一点,甚至也不情愿这么做。但仍然,如果他们进一步研究这样的细菌,我们就能更好理解硅基生命是什么样子的。

他们的论文《细胞色素C定向演化形成碳硅键:因硅而生》已经发表在《科学》杂志上。

本文译自 zmescience,由译者 许叔 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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TOTAL COMMENTS: 26+1

  1. 创世
    @1 year ago
    3334140

    重大消息!重大消息!塞伯坦星最大的资源厂倒闭啦!王八蛋老板擎天柱带着小姨子跑路了,原价都是500多600多的耀晶包包现在通通99!没错,通通99!

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  2. Spector
    @1 year ago
    3334143

    你们打开了新世界的大门

    [22] XX [0] 回复 [0]
  3. 3334166

    blame!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

  4. 3334168

    新人类?会不会打败旧人类?

    [11] XX [1] 回复 [0]
  5. 纸醉金迷
    @1 year ago
    3334169

    以后可以买到活的硅胶充气娃娃了?

    [50] XX [1] 回复 [0]
  6. 普京
    @1 year ago
    3334193

    @233: Blame!里面大把大把的硅基生命

  7. 游客
    @1 year ago
    3334196

    The devil in the dark! 最爱的原初剧集之一。”I’m a doctor, not a bricklayer!”

  8. doushitaolu
    @1 year ago
    3334197

    硅胶填充物以后可以被人体吸收了。

  9. 3334201

    @doushitaolu: 照文章里的研究思路,是硅胶填充物里的细菌把人体吸收了吧

  10. 3334207

    弐瓶勉的漫画也要变为现实了

  11. 游客
    @1 year ago
    3334208

    白奇居子

  12. 无浪漫主义者
    @1 year ago
    3334218

    我估计硅基芯片-电路拥有自主意识的硅基无机生命体出现
    比人工合成的全硅生物细胞还早出现

  13. aficionado
    @1 year ago
    3334247

    硅基生命有什么好处吗?

  14. 3334248

    生物电路板啥时候出现了,人工智能的研发就不远了

  15. 3334255

    这玩意儿算转基因么?人体能吸收么?是不是吃个N代就能累积出玻璃人?

  16. 3334256

    忘记在哪看的了,硅基生命呼吸像拉屎一样,一坨一坨的😏

  17. 瞪谁谁怀孕
    @1 year ago
    3334262

    @aficionado: 基础科学是研究世界本质和规律的,至于啥好坏,因为那是应用科学的事。

  18. 上辈子是被子
    @1 year ago
    3334265

    @纸醉金迷: 我担心充气娃娃会不会怀孕?!

  19. lbSeevdo
    @1 year ago
    3334301

    @aficionado: 变形金刚就是硅基生命

  20. 强袭钢大木
    @1 year ago
    3334350

    @lbSeevdo: 不是铁基么?噗知道不多说错别打我。。

  21. Sputnik
    @1 year ago
    3334389

    @强袭钢大木: 铁基2333莫名戳到笑点😂

  22. 3334476

    老板来盘锗菇炒砷化镓

  23. MATTHEW
    @1 year ago
    3334899

    我怎么记得有硅藻这种东西

  24. 阿鹤
    @1 year ago
    3335173

    啊啊啊看到大副就滚了进来!

  25. 3335651

    开天辟地头一遭——体细胞碳硅胶

  26. 3336697

    蛋友们都是“搞“基的。

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