生物首次產生碳-硅鍵,宇宙很可能存在硅基生命
科學家已經成功誘導活細胞生成碳-硅鍵,這是首次證明了大自然可以將地球上最豐富的元素之一硅融入到生命的基石中。
雖然化學家之前已經實現了合成含碳-硅鍵的化合物,它們存在於從油漆和半導體到計算機和電視屏幕的各種東西中。然而,迄今為止,它們從未在自然界中被發現,這些新的細胞可以幫助我們更好地了解在宇宙其他地方存在硅基生命的可能性。
在氧元素之後,硅是地殼中第二豐富的元素,但它與生命卻無關。為什麼硅從未被納入地球上任何的生物化學過程,一直以來令科學家百思不得其解。因為理論上,在我們地球上進化出硅基生命形式與碳基一樣容易。
不僅碳和硅元素在地殼中都非常豐富,而且它們的化學組成也非常相似,同屬於第四主族元素,原子的最外層電子數皆為4個。碳和硅的最重要的共同特徵之一是能夠同時與四個原子成鍵。這意味著它們能夠將形成生命基礎所需的長鏈分子連接在一起——蛋白質和DNA。
然而,地球上的生命皆為碳基,硅基生命形式迄今為止從未發現過。
來自加州理工學院、該研究參與者之一Jennifer Kan博士表示,地球上沒有已知的生命會將硅-碳鍵結合在一起,即使硅是如此的豐富,遍佈於我們周圍:岩石和海灘上等。
要知道,Kan博士和她的團隊在獲得含碳-硅鍵的活細胞中發揮了重要作用,這不是細胞本身可以輕易做到的事情。但該實驗能證明,只要有適當的條件,碳-硅鍵可以在自然界中形成。
根據發表於《科學》(Science)雜誌上的研究,研究人員首先分離出海洋紅嗜熱鹽菌中天然存在的蛋白質——細胞色素C酶,實驗表明它可以促進把硅連接到碳上的化學鍵的形成。在分離出該蛋白質後,科學家將該基因導入到大腸桿菌中,然後再進行一定的突變,科學家發現它能促進活細胞內產生碳-硅鍵,這是史無前例的。
通過這項突破性的研究,科學家現在知道硅基生命是很有可能存在的,至少是部分基於硅的生命。這些硅基生命也許就繁榮於宇宙的其他行星上,等待著我們去搜尋。
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