两篇Science文章终结“食砷”细菌争论

　　经过18个月的争论，正式定论在加利福尼亚莫诺湖发现的耐砷细菌不能在没有磷的情况下生存。

　　2010年，由加州大学伯克利分校劳伦斯伯克利实验室的微生物学家Felisa Wolfe-Simon领导的一个研究小组在《科学》(Science)杂志上发表报告称杆状盐单胞菌科( Halomonadaceae)嗜极细菌GFAJ-1在关键生物化学物质DNA中用砷原子替换了磷。

　　所有已知的生命形式均依赖于至少6种元素：氢、碳、氮、氧、磷和硫。砷与磷有某些化学相似性，但它通常对生命是有毒的，因此对于它能够维持生命的观点激起了猛烈的质疑，在一场热烈的美国国家航空航天局(NASA)会议上对于这一发现被揭示出来的途径人们提出了各种批评。

　　各种争论导致在去年的6月的Science杂志上，科学家们对Wolfe-Simon的论文同期发表了8篇技术评论。

　　加拿大格伦比亚大学的微生物学家Rosie Redfield着手检测了这一研究结果。在今年早些时候，她表示她不能在实验室试验中重复出Wolfe-Simon的结论。

　　本月8日，Science杂志发表了Redfield研究小组及另一研究团体的两篇论文，证实尽管细菌能够耐受砷，但它们需要依赖磷。

　　毒性耐受

　　Redfield和她的同事们报告称当将GFAJ-1细菌置于包含坤和极少量磷的培养基中培育时，细菌的DNA中没有检测砷化合物，例如砷酸盐(磷酸盐的砷类似物)。在第二篇论文中，瑞士苏黎世联邦技术学院的微生物学家Julia Vorholt和他的同事们报告称在无磷有砷的培养基中细菌无法生长。但是，它却能在低磷有砷的培养条件下生长。GFAJ-1是“一种砷耐受性的，但仍是磷依赖性的细菌，”研究小组写到。

　　Vorholt说：“我认为我们现在拥有了非常可靠的数据表明GFAJ-1的代谢依赖于磷，和其他已知的生物体生命形式一样。这些非常强大的、适应良好的微生物似乎能够从磷极度贫乏的环境中有效地提取出营养物质。”

　　Vorholt补充说Wolfe-Simon研究小组用于原始试验的样本明显包含了比最初认为更高浓度的磷。

　　Science杂志在一份声明中说：“与Wolfe-Simon对她的研究小组数据的解释相反，新研究显示GFAJ-1并没有打破长期以来的生命规则。”

　　Wolfe-Simon 说：“最初的GFAJ-1论文强调了对砷的耐受，但却表明细胞需要磷，如两篇新论文中所见一样。但是我们的数据表明非常少量的砷有可能掺入到了细胞和生物分子中，帮助细胞在高砷低磷的环境下生存。那样低量的砷掺入要发现可能是个挑战，一旦细胞被打开它可能就会不稳定。”

　　GFAJ-1的故事还远没有结束。她补充说：“关键的问题是：这些细胞是如何在致命浓度的砷中旺盛生长的?砷又去了哪里?”