新的納米工具查找在生物體中砷濃度

Published on December 3, 2010 at 11:42 PM

砷 - 元素觸發最塵世生活形式的死亡 - 實際上是讓一個茁壯成長和繁殖的細菌。

在一項研究中,可能會提示改寫教科書,一個天體生物學家和化學家小組發現第一個已知的活的有機體,可以使用在其主要的大分子磷砷。新的研究結果,在12月2日,“科學快訊出版,可以重新研究生命的起源和改變我們描述的生活,因為我們知道它的方式。

氧,碳,氫,氮,硫和磷是六個生活的基本構建塊在地球上。這些元素構成的核酸,蛋白質和脂質 - 大部分的生活問題。

由勞倫斯 - 利弗莫爾國家實驗室,並導致新的研究由美國國家航空航天局(NASA)和美國地質調查局發現,莫諾湖中分離出的細菌可替代砷磷,以維持其經濟增長。

莫諾湖,位於加利福尼亞州東部,是一個具有高溶解砷含量的鹼性電池和高鹽度湖泊和被認為超過 760,000年以前已經形成了從鄰近的火山噴發。

居住在美國地質調查局和該論文的第一作者,美國國家航空航天局天體生物學研究所研究員,費立薩沃爾夫 - 西蒙在湖邊一段時間一直在研究可能的砷基礎的生命形式。莫諾湖和降低磷含量的培養基中使用的樣本時,她表現出的Gamaproteobacteria應變,不僅生存使用砷,但可以增長以及。

“我們知道,一些微生物可以'呼吸'砷,但我們發現的是一種微生物做新的東西 - 部分建築本身的砷,”沃爾夫 - 西蒙說。

LLNL的珍妮弗Pett嶺和彼得韋伯能夠識別細菌和提取的DNA的單個細胞中的低砷濃度。 NanoSIMS是一個工具,它可以精確的,明確的空間,元素和同位素分析50 nanomenter規模;,它也提供了一個敏感和高分辨率的測量範圍內的優勢。

“原來的有機體能夠容忍這些重金屬含量(在莫諾湖發現),Pett里奇說。” “砷低於元素週期表上是正確的磷,它可能已經找到一種方法來代替磷砷在生物妝。”

莫諾湖樣品的文化產生繁榮的殖民地的細菌細胞,正如所料,當餵食磷以及其他必需品的穩定供應,。然而,當研究人員刪除了磷和取代砷,微生物持續增長。隨後的分析表明,砷被用來產生新細胞的基石。

Pett嶺說:“有機體如何使用時,它的大多數其他生命形式的毒砷作為構建塊,該小組尚未成立,”。 “這可能是一個祖先的性狀或一種獨特的代謝,也可以是生活在砷是非常高的環境下,找到了生存的利基。”

沃爾夫 - 西蒙說:“這生物體代謝的生活方式表明,在不典型元素為基礎的生活是可能的,”。 “這是非常重要的科學家尋找其他行星上的生命的線索。”

NanoSIMS不僅措施的元素含量,但他們也圖像。它收集了圖片和圖像識別一個特定的元素有多少是在樣品中發現。 “我們發現,砷的細胞在細胞外的環境比更高,Pett里奇說。”

“這是非常困難進行測量,因為砷的樣品濃度非常低,”她說。 “,但它的細胞都納入其中砷,是不是有很多地球上的有機體可以做到這一點。”

下一步是進行蛋白質生物化學,以找出是否有特定的酶,幫助運輸進入細胞內砷。其他合作者包括美國宇航局天體生物學研究所,亞利桑那州立大學,杜肯大學,斯坦福大學同步輻射光源和以後:在科學的基本概念,在亞利桑那州立大學中心。

來源: http://www.llnl.gov/

Last Update: 5. October 2011 14:01

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