與其花費太多時間來討論人為制造出來的爭議,不如報道一則真實的科學爭議令人耳目一新,。自2010年11月8日Science上發(fā)表的一篇名為《一種能利用砷代替磷生長的細菌》(A Bacterium That Can Grow by Using Arsenic Instead of Phosphorus)掀起了一場關(guān)于"砷基生命"的議論熱潮,。
在這篇文章中,研究人員稱,,在加州莫諾湖中發(fā)現(xiàn)一種名為GFAJ-1的細菌能在高濃度砷的極端環(huán)境下生存,。研究人員在實驗室里分離出該細菌,在培養(yǎng)過程中逐步提高砷的含量,,降低磷含量,,經(jīng)過充分的選擇培養(yǎng)后,他們測試了幸存菌株,,發(fā)現(xiàn)砷存在于正常情況下含有磷酸鹽的生命大分子(包括核酸和蛋白質(zhì))中,,認為在DNA中砷可能替換了磷被利用。這一發(fā)現(xiàn)改變了人們關(guān)于"生命由碳,、氫,、氧、氮,、硫,、磷"六大基本元素組成的認識,對探索生命起源和地球化學等都具重要意義,。研究人員在文章中建議,,可以強制細菌進化,不再是能夠耐受砷,,而把砷納入自己的DNA中,。
這篇文章一發(fā)表,引起很多科學家的質(zhì)疑,。砷存在于含有磷酸鹽的生命大分子中這一證據(jù)是間接的,,并沒有確鑿的證據(jù)證明砷在DNA中,像磷一樣,,與碳形成磷酸鹽形式稱為DNA的骨架,。謝云(音譯)初步報告指出:"純產(chǎn)物的高分辨分析可以提供更具體的證據(jù),。"
接下來的批評聲更為嚴厲,(Carl Zimmer與很多不相信這一研究結(jié)果的科學家爭論),。反對觀點主要有,,砷化合物在水中不穩(wěn)定;培養(yǎng)基中還有殘留的磷,;砷可能只是DNA吸附,,而并非它的組成成分。該論文的作者拒絕回應這些質(zhì)疑,,甚至,,其中一些人蔑視同行在網(wǎng)上寫的評論。
Science上發(fā)表了一系列關(guān)于這篇論文的評論,,引起了原作者的回應,。除了最初的質(zhì)疑批判,還提出了新的觀點,。
·分析方法缺陷:"直觀實驗不能證明砷進入生物大分子與之結(jié)合,。""在培養(yǎng)基中有磷殘留,并且在沒有進行DNA純化,,所以對作者關(guān)于砷可能在核酸中代替磷這一結(jié)論表示懷疑,。"
·細胞中磷殘留:"雖然磷含量很低,但是它依然在我們對不同水生環(huán)境的細菌的觀察范圍內(nèi),。"
·砷本身特性:砷本身的化學性質(zhì)表明不可能存在于DNA中,。"砷酸鹽應當相應地轉(zhuǎn)化為亞砷酸鹽,而亞砷酸鹽的立體化學結(jié)構(gòu)與磷酸鹽完全不同,。"
·最重要的一條:"如果這種砷替代磷的DNA真的存在,,那么,上個世界我們對砷和磷所作的化學研究,,還有我們所知道關(guān)于它們的生物代謝,,都需要重新驗證和修訂。"
看來,,對于這種有趣的細菌的兩種認識,,存在一個巨大的鴻溝。一些研究人員傾向于砷可以作為生命大分子的基礎(chǔ)元素,,而另一群人則質(zhì)疑砷代替磷DNA的化學存在性,。
論文作者給出了回應,其中一些回答非常引人注目,。例如,,他們認為相比對照組同時存在砷和磷的培養(yǎng)環(huán)境,只存在砷的培養(yǎng)基中細胞生長得更好,,即使這兩組本應該還有相同的磷含量,。在這個聲明的最后部分成為爭論的焦點,,部分人認為添加的砷試劑中可能提供少量的磷。
論文作者對砷在生物環(huán)境中的穩(wěn)定性問題的回答,,可以總結(jié)為我們對砷的化學性質(zhì)的了解都來源于小分子間的反應,。生物大分子是復雜的,也許他們可以提高砷的穩(wěn)定性,。筆者看來,這個論據(jù)很不充分,。
這場爭論從網(wǎng)絡(luò)延伸到Science雜志上,,論文原作者們依然堅持己見,但在各方反駁的論據(jù)中我們發(fā)現(xiàn)他們的觀點不足以讓人信服,。但是奇怪的是,,他們接受了一些批評意見,并且聲明進一步的研究正在進行,。這件事情處理的如此笨拙,,讓筆者不禁懷疑他們是否已經(jīng)知道答案或者已經(jīng)不能容忍自己的論點。
面對質(zhì)疑,,原論文作者宣布,,他們可以將分離出的細菌寄送給想要檢測他們工作的研究人員。對于這樣的現(xiàn)狀,,任何論文發(fā)表的觀點都是激進的,,不如讓更多的科研團體參與,以實踐檢驗是否能達到共識,。(生物谷Bioon.com)
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原文:A Bacterium That Can Grow by Using Arsenic Instead of Phosphorus
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