设计师细菌首次制造碳硅材料

科学家对细菌进行基因改造,使其产生一种蛋白质,这种蛋白质能将硅和碳挤在一起足够长的时间,使硅和碳彼此粘附在一起,形成一种直到现在只有化学家才能创造的键。如果科学家能教这些细菌产生用于制造半导体、杀虫剂、甚至硅胶隆胸的碳硅分子,那么制造这些产品就更容易了。...

科学家对细菌进行基因改造,使其产生一种蛋白质,这种蛋白质能将硅和碳挤在一起足够长的时间,使硅和碳彼此粘附在一起,形成一种直到现在只有化学家才能创造的键。如果科学家能教这些细菌产生用于**半导体、杀虫剂、甚至硅胶隆胸的碳硅分子,那么**这些产品就更容易了。

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碳和硅不愿意粘在一起,所以使它们结合起来需要时间。为了形成这些键,科学家将基因工程细菌浸泡在含有硅和碳化合物的营养肉汤中。细菌通过它们的外膜吸收这些化合物,它们是我们皮肤的一部分。在细胞内,一种实验室设计的蛋白质将分子紧紧地压在一起,直到碳原子和硅原子形成键,形成碳硅或有机硅化合物。根据最近发表在《科学》杂志上的一篇论文,细菌会把这些化合物流汗出来,流回它们的粘稠环境中。

Right now, we don’t know if we can use the molecules that these bacteria produce. With 20 different combinati*** of raw materials, the bacteria produced 20 different organosilicon molecules — 19 of which had never been seen before. But the results close “a crucial gap between biological and chemical” reacti***, write the authors of an outside ****ysis of the work also published in Science. “Beautiful work, creating new chemistry,” Nobel prize-winning chemist Roald Hoffmann told Nature.

藻类、水稻和海绵等生物将硅化合物融入体内。但到目前为止,据科学家所知,还没有任何生物**出硅和碳连接的分子。只有化学家才能做到这一点,他们在混合物中加入昂贵的金属,从而加速化学反应,使两者之间的联系变得更加紧密。这就像在胶水中加入一种成分,让它在你试图把把手粘回马克杯时更快地变干。

加州理工学院分子生物学家弗朗西斯·阿诺德认为,只要进行正确的修饰,蛋白质就更能迫使硅和碳之间不情愿的化学键。这是因为在细胞中,某些蛋白质可以将原子保持得足够近,从而使它们更容易粘在一起。就像是把坏杯子粘在一起:如果杯子太远,把手就不会粘在杯子上。但把它们压在一起,胶水会把这两块粘合起来。

“生命加速了体内所有这些化学反应,”阿诺德告诉《边缘报》我们想把细胞变成未来的化工厂。”

因此,阿诺德和她的同事们通过筛选来自世界各地的细菌,寻找一种具有将碳和硅结合在一起的天然能力的蛋白质。他们在冰岛温泉的咸水中发现了它。只要周围有特定的人类**的含硅原料,这些嗜热嗜盐细菌中的一种蛋白质就可以将硅和碳结合在一起。

那些特定的细菌在实验室里不能茁壮成长,但是E。大肠杆菌也有。因此,科学家们在大肠杆菌中扑通一声释放出几种形式的蛋白质。大肠杆菌,利用基因工程,然后选择性地“繁殖”大肠杆菌。大肠杆菌最擅长产生这些有机硅分子,就像一个繁殖者会有选择地繁殖狗的某些特性。他们以一代E。大肠杆菌拥有一种比化学家更能将碳和硅结合起来的蛋白质形式。”这个创新机器就是进化,我们可以用它做各种有趣的事情,”阿诺德说。

  • 发表于 2021-05-08 19:55
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