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驚くべき生物の発見です!!

Posted By miwa On 2010年12月11日 @ 8:43 PM In ⑧科学ニュースより | 2 Comments

るいネットにこんな投稿がありました!
驚くべき生物の発見です
    
その生物は、この湖に存在しています。
      
アメリカのカルフォルニアにあるモノ湖。塩湖です。
注ぎこむ川はあるが、流れ出る川がないため、塩分は海水の3倍の濃度です。
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るいネット“「砒素で生きる細菌を発見」の意味”より [1]
以下、Wired Vision [2]より転載させていただきます。
 
      
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米航空宇宙局(NASA)の研究者らが、生物の主要6元素(炭素、水素、窒素、酸素、リン、硫黄)の1つであるリンの代わりに、砒素を使って細胞を増殖させることに成功した
     
これまでの生物学の常識を覆す発見だ。『Science』誌オンライン版で12月2日(米国時間)に発表された論文によれば、この細菌は、砒素の一種を自身の細胞機構に取り込むだけでなく、DNAにさえ取り込むようだという。
砒素は、DNAの整然とした二重らせん構造を維持したり、タンパク質を活性化したり、体内を駆け巡って細胞にエネルギー供給したりするといったリンの果たす役割をこなすには、化学的に不安定すぎると考えられてきた。砒素はリンと化学的な性質が似ているため、身体に取り込まれやすいが、強い毒性がある。
すべての生体のエネルギー通貨と呼ばれる「ATP」(アデノシン三リン酸)の「P」は、「phosphate」(リン酸塩)の頭文字だ。また、生命の遺伝情報を含むDNAの二重らせん構造を支える物質は、リン酸塩で構成されている。
この細菌は、カリフォルニア州のヨセミテ公園近くにある塩湖モノ湖の堆積物から見つかった。モノ湖の湖水は海水の3倍の塩分を含み、アルカリ性も高い。水が閉鎖系で、外部に流出しないためだ。
    
しかし、エビや藻、昆虫などは生息している。リンや炭酸塩や硫黄のほか、砒素も多い。モノ湖で採取した細菌複数を研究室で糖分などを与えて培養して調べたところ、リンが無い環境の場合、リンの代わりに砒素を代謝に使い、増殖できる細菌を発見した[通常はリンを代謝に使うが、砒素も利用できる]。この細菌は、塩水を好み、ほとんどは海水にいるHalomonadaceaeに属するもので、『GFAJ-1』と名付けられた。
光合成を行なう際に、[通常の酸素ではなく]砒素[の酸化還元反応]を使う細菌は、以前に発見されているが、砒素自体を細胞に取り込む細菌の発見は初めてだ。[リンク先の日本語版記事によると、光合成に砒素を利用する細菌も、モノ湖から発見された。
現存する生物の中でも、20種以上の細菌と藻類が、砒素を利用して光合成を行なっている。モノ湖で採取された細菌は、原始の地球に似た、酸素の欠乏した環境に生息できるもので、「砒素を利用して光合成を行なった最初の生物」につながる直系の子孫と考えられるという。なお、砒素を吸収するシダ(日本語版記事)も発見されており、土壌の浄化に利用が期待されている]
     
原始の生命は砒素が多い環境で発生し、リンを使う生命はその後で発生した可能性がある。また、砒素をベースにした生態系は、地球上に未発見のまま存在しているのかもしれないし、宇宙のどこかに存在しているのかもしれない。
      
一方、リン酸塩と砒酸塩はどちらも凝集させることができるが、この凝集した塊はわずかに負の電荷を帯びるため、わずかに正の電荷を帯びているDNAがこの塊に引き寄せられる可能性があると、南フロリダ大学の生物地球化学者Matthew Pasek氏は言う。同氏は、DNAの一部で検出された砒素は、そのDNAの近くに塊として存在していて、DNAがその塊に巻き付いていったのではないかと推測している。
      
      
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(転載以上)
      
ヒ素は、かつては梅毒の治療薬として、あるいは解毒剤や抗炎症剤としても用いられていました。ヒ素が猛毒というのは、生物が必須元素としているリンに置き換わってしまうから(競合阻害)のようです。
      
リンを使ったATPサイクル(生物がエネルギーを作り出す過程)を作りだして以降、この精密な仕組みを動かすために、リンはリンでなくてはならず、良く似通った性質を持つヒ素は猛毒となったということでしょうか。
      
しかし、ヒ素は地球上にありふれた物質で、これを利用する生物が居ても不思議ではありません。事実、人類を含めた生物全てが、ヒ素を微量必須元素としています。
      
今回の記事では、新たに発見された生物のATPサイクルがどうなっているかまでは分かりません。かつて生物はヒ素を使っていたのかもしれません。
参考:ウィキペディア

ヒ素は、リンと似かよった物質のため、置き換わってしまいエネルギーを作る仕組みを阻害するから、猛毒なのですね。
過酷な環境の下には、それに適応した生物がいるのですね
ただ、この生物が、生物兵器などに応用されたらちょっと怖いことになるなとおも思いました


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[1] “「砒素で生きる細菌を発見」の意味”より: http://www.rui.jp/ruinet.html?i=200&c=400&m=241705

[2] Wired Vision: http://wiredvision.jp/news/201012/2010120322.html

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