Современная химия




К элементам жизни добавился мышьяк

к элементам жизни добавился мышьяк

Исследователи из США обнаружили микроорганизм, который при необходимости для обеспечения своего обмена веществ может усваивать мышьяк вместо фосфора. Результаты открытия могут оказаться полезными для более детального понимания того, как эволюционировала жизнь на Земле.

Как правило, мышьяк токсичен для всех живых организмов, так как он блокирует многие процессы обмена веществ, и поэтому, естественно, никогда не рассматривался в качестве элемента-органогена, к которым относятся элементы, входящие в состав живой ткани в наиболее значительных количествах – углерод, водород, азот, кислород, фосфор и серу.

К настоящему времени исследователям уже известны примеры организмов, в системе обмена веществ которых предусмотрены маршруты, способствующие переработки различных производных мышьяка, однако об организмах, использующих мышьяк для роста и размножения, ничего не было слышно, хотя химия производных мышьяка во многом похожа на химию производных фосфора. Фелисе Волф-Саймон (Felisa Wolfe-Simon) из Университета Аризоны удалось обнаружить микроорганизм, который может полностью заменить в своем организме фосфор на мышьяк, заменив в своей ДНК остатки ортофосфорной кислоты на остатки ортомышьяковой.

Исследователи отобрали образцы из ядовитого и соленого озера Моно в Калифорнии. В этом образце содержались бактерии, получившие рабочее обозначение GFAJ-1, представители протеобактерий семейства Halomonadaceae. Бактерии выращивались в искусственном окружении, в основном моделировавшем состав воды в озере, однако в этом растворе производные фосфора были заменены на производные мышьяка. С помощью радиоактивных меток исследователям удалось отследить местонахождение мышьяка в организме бактерии, а масс-спектрометрия и рентгеновская флуоресцентная спектроскопия подтвердила, что мышьяк метаболизируется бактериями.

Волф-Саймон заявляет, что полученные данные позволяют предположить, что потребляемый бактерией мышьяк включается в состав ее ДНК. В модельном растворе мышьяк содержался в виде арсенат-ионов, которые структурно близки фосфат-ионам, а в молекуле ДНК остатки дезоксирибозы связаны между собой именно ортофосфатными «мостиками». Исследовательница добавляет, что обнаруженная исследователями «мышьяковая» ДНК является примером того, насколько далеко может завести исследователей обычное любопытство.

Милва Пепи (Milva Pepi), микробиолог из Университета Сиены (Италия) отмечает, что открытие ее коллег из Аризоны имеет огромное значение в рамках исследований, касающихся способностей клеточных организмов адаптироваться к экстремальным условиям. Изученные бактерии демонстрируют высокую адаптабельность к присутствию мышьяка. Это позволяет предположить существование у бактерий «скрытых способностей» приспосабливаться к условиям окружающей сред, и, возможно, колонизировать новые площадки для жизни, в том числе и поверхность новых планет.

Волф-Саймон уверена, что результаты ее открытия имеют большое значение, как для теории, так и для практики. Она подчеркивает, что помимо создания новых и интересных моделей, которые могут быть разработаны для процессов химической и биологической эволюции мышьяк-перерабатывающие GFAJ-1 должны помочь и в решении более утилитарной задачи – разработке методов обработки и очистки питьевой воды, загрязненной мышьяком. Последняя проблема особенно актуальна для развивающихся стран Африки и Азии.

В ближайших планах исследования Волф-Саймон определение генома бактерии GFAJ-1, а в дальнейших – попытка выяснить – а может еще какой-нибудь из элементов-органогенов может быть заменен на что-то такое же экзотическое, как мышьяк.

Барри Розен (Barry P. Rosen), специалист по метаболизму производных мышьяка из Международного Университета Флориды заявляет, что открытие Волф-Саймон восхитительно и советует исследователям из Аризоны выделить биологически активные молекулы, в которых инкорпорирован мышьяк и проверить их функциональность, обратив особое внимание на молекулы нуклеиновых кислот и основные метаболиты энергетического обмена, например, мышьяксодержащий аналог глюкозо-6-фосфата.

 

 


Читайте:


Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Новинки полимеров:

НАНОТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ СМЕСЕЙ

News image

- В 2010 г. наблюдательный совет РОСНАНО одобрил участие Корпорации в проекте по расширению производства модификатора асфальтобетонных смесей «Унире...

СИЛИКОНОАКРИЛАТНЫЕ АДГЕЗИВЫ

News image

Одним из способов образования связей с пластмассовыми подложками с очень низкой энергией поверхности является осуществление реакций с участием или в...

БИОКАУЧУКИ LANXESS

News image

Сейчас, после того как LANXESS, крупнейший мировой производитель синтетического каучука, инвестировал 17 миллионов долларов США в первоначальное пуб...

ПЛЕНКИ С ПРОТЕИНОВЫМ ПОКРЫТИЕМ

News image

Трехлетний проект совместных исследований и внедрения нацелен на замену используемых ныне синтетических барьерных для кислорода пленок на протеиновы...

Новые продукты оргсинтеза:

ЯБЛОЧНАЯ КИСЛОТА: свойства и применение

News image

D-яблочная кислота – бесцветные кристаллы, t пл. 130,8 °С; растворимость (г в 100 г растворителя): в воде – 144 (при 26 °С), 411 (при 79 °С), в этаноле – 35,9 (при 20 °С), в диэтиловом эфире – 0,6 (...

НОВЫЕ ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ СВЕРХКРИТИЧЕСКИХ СРЕД

News image

Даже специалисты с высшим техническим или естественнонаучным образованием в рамках обучения усваивают из этой проблемы лишь пару простейших основополагающих истин.

ПЕКТИНЫ: свойства, получение, применение

News image

Пектины классифицируют по степени метоксилирования (степени этерификации - СЭ) - отношению количества метоксильных групп –ОСН3 ко всем кислотным остаткам в молекуле.

Авторизация



YOU ARE HERE: Главная - Новости неорганической химии - К элементам жизни добавился мышьяк

Великие химики:

КАЛВИН (Calvin), Meлвин

News image

Американский химик-органик Мелвин Калвин (Кэлвин) родился в Сент-Поле (штат Миннесота), в семье Розы И. (Хервиц) Калвин и Элиаса Калвина. Его родите...

АЛЬДЕР (Alder), Курт

News image

Немецкий химик Курт Альдер родился в Германии, в Кенигсхютте (теперь это Хожув, Польша), неподалеку от Катовиц, где его отец, Йозеф Альдер, работал ...

Институты химии:

Институт катализа им. Г.К. Борескова

News image

Институт катализа был основан в 1958 году в составе Сибирского отделения Академии наук СССР. Создателем и первым директором Института вплоть до 1984...

Институт синтетических полимерных материалов им. Н.С. Ениколопова РАН

News image

Распоряжением Академии Наук СССР от 09.04.1968 г. на основании Постановления СМ СССР от 21