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小 發表於 2011-1-23 01:12 只看該作者
發現可用有毒砷為生命建造基石的微生物
美國航太總署（NASA）天文生物學家Felisa Wolfe-Simon等人在美國加州東部的莫諾湖（Mono Lake）發現一種微生物，居然是以砷這種有毒元素為生命基礎而生長並繁殖，換言之，是以砷取代磷，成為它DNA和其他細胞的主要構成成分之一。這項發現勢必改寫生物化學的教科書，且意味著「生命」的定義必須向外擴展，科學家在地球上、甚至太陽系中搜尋生命訊息時，必須以更開放的態度去思考何謂生命。
碳、氫、氮、氧、磷和硫是建造地球生命的基礎六元素。其中，磷是生命基因所在的DNA和RNA的主要化學組成之一。此外，磷也是所有細胞中負責攜帶能量的核心成分（三磷酸腺?，adenosine triphosphate，ATP），同時也是組成所有細胞膜的磷脂（phospholipids）主要成分。而砷元素，雖然化學上類似磷，但正因它類似磷，因此會干擾生命體的新成代謝，對地球絕大部分生命而言是毒素。
生物學家之前已知某些細菌或微生物可以在含砷環境中生存，但這次發表的最新研究最大的不同之處，在於這些微生物本身就是以砷為細胞的建造基石。Wolfe-Simon等人表示：如果在地球上都會出現這種意料之外的生命型態，那麼生命必定還有許多奧秘是我們尚未瞭解的。
這種新發現的微生物是編號為GFAJ-1的菌株，屬於很常見的 γ-變形菌綱（Gammaproteobacteria）。在實驗室中，研究人員成功地培育繁殖從莫諾湖中採集而回的這類菌種，當研究人員將環境中的磷逐漸移除，代之以砷時，這些菌株仍持續生長。這些研究人員探究的關鍵，在於當這些微生物在砷環境中生長時，砷元素是否真的變成這些生物體中生化機制，如去氧核糖核酸（DNA）、蛋白質和所有細胞膜等的一部份？隨後以各式各樣精密儀器分析結果顯示：這些置入的砷元素都被用在製造新的GFAJ-1細胞。
莫諾湖是加州第二大湖，Wolfe-Simon等人選擇莫諾湖做為研究目標，是因為這個湖的化學性質不尋常，特別是高鹽、高鹼及富含砷元素這些性質；之所以如此，在於這個湖非常獨立，過去50年間都少有外來新鮮水源補充更替的緣故。
Wolfe-Simon等人的研究結果將衝擊許多其他正在進行的研究，包含地球演化、有機化學、生化循環、疾病症狀緩和或是地球系統研究等，甚至開啟了全新的微生物學研究領域。
相關新聞亦可參考中研院天文網之「真的很外星！天『砷』我毒 照樣可以孕育生命」。
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