一项新的研究报告说，研究人员发现了一种可以完全依靠砷来生活和生长的细菌。 这些发现第一次指出，有一种微生物可以用一种毒性化学物质（而非常见的磷酸盐）来支持其生长和生命。 砷对活体生物通常具有高度的毒性，因为它会破坏生物的代谢通路，但在化学上，其与磷酸盐类似。 科学家从前曾经发现过可用化学方式改变砷的微生物；这些微生物与孟加拉及亚洲其它地区的地下水中毒事件有关，因为那里的人们为了避免感染霍乱而转用凿孔中的水或井水。 现在，Felisa Wolfe-Simon及其同事发现了一种能够完全以砷替换磷的细菌，它甚至可以将砷结合到其DNA中去。 这种喜好盐的细菌是变形菌门中的盐单胞菌科家族中的一员，该细菌来自加州的有毒而且多盐的莫诺湖。 在实验室中，研究人员在皮氏培养皿中来生长这种细菌。研究人员逐步地用砷来取代磷酸，直到该种细菌可在不需要磷酸的情况下生长。磷酸是所有细胞中各种大分子的构建单元，这些大分子包括核酸、脂质和蛋白质。 该研究团队用放射性同位素来密切跟踪细菌中的砷代谢途径，包括从砷的摄取到它被结合到不同的细胞成分之中。 砷在该细菌中完全取代了其DNA分子中的磷酸。
原文出处：
Science DOI: 10.1126/science.1197258
A Bacterium That Can Grow by Using Arsenic Instead of Phosphorus
Felisa Wolfe-Simon1,2,*, Jodi Switzer Blum2, Thomas R. Kulp2, Gwyneth W. Gordon3, Shelley E. Hoeft2, Jennifer Pett-Ridge4, John F. Stolz5, Samuel M. Webb6, Peter K. Weber4, Paul C. W. Davies1,7, Ariel D. Anbar1,3,8 and Ronald S. Oremland2
Life is mostly composed of the elements carbon, hydrogen, nitrogen, oxygen, sulfur, and phosphorus. Although these six elements make up nucleic acids, proteins, and lipids and thus the bulk of living matter, it is theoretically possible that some other elements in the periodic table could serve the same functions. Here, we describe a bacterium, strain GFAJ-1 of the Halomonadaceae, isolated from Mono Lake, California, which substitutes arsenic for phosphorus to sustain its growth. Our data show evidence for arsenate in macromolecules that normally contain phosphate, most notably nucleic acids and proteins. Exchange of one of the major bioelements may have profound evolutionary and geochemical significance.
