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Wissenschaftler entdecken, dass lebende Zellen Kohlenstoff-Silizium-Bindungen gebildet haben

Wissenschaftler entdecken, dass lebende Zellen Kohlenstoff-Silizium-Bindungen gebildet haben


Wissenschaftler stellten lebende Zellen aus Kohlenstoff-Silizium-Bindungen her. Dies beweist zum ersten Mal, dass die Natur Silizium in die Bausteine ​​des Lebens einbeziehen kann.

"Es ist kein lebender Organismus bekannt, der Silizium-Kohlenstoff-Bindungen zusammenfügt, obwohl Silizium überall um uns herum, in Felsen und am ganzen Strand so häufig vorkommt", sagt Jennifer Kan, Postdoc-Wissenschaftlerin und Hauptautorin der neuen Studie von Caltech .

Diese Kohlenstoff-Silizium-Bindungen wurden bereits zuvor gesehen, aber dies ist das erste Mal, dass sie in der Natur gefunden wurden. Es könnten Teile fehlen, um das Leben auf Siliziumbasis in anderen Teilen des Universums zu verstehen.

[Mit freundlicher Genehmigung von Warut Roonguthai / Wikimedia]

Heißt das, wir erwarten jetzt Siliziumorganismen? Nun, außerhalb von Star TrekHorta-Kreaturen, noch nicht. Kohlenstoff und Silizium sind chemisch ähnlich. Beide können dank ihrer Struktur leicht Ketten bilden.

Die Studie wurde kürzlich mit dem Dow Sustainability Innovation Student Challenge Award (SISCA) von Caltech ausgezeichnet und zeigte, dass die in Pharmazeutika verwendeten Anleihen umweltfreundlicher gestaltet werden können.

Frances Arnold, Caltechs Hauptforscherin der Studie, sagte, das Team habe die Biologie verbessert.

"Wir haben beschlossen, die Natur dazu zu bringen, das zu tun, was nur Chemiker tun können - nur besser", sagte Arnold.

Die Forscher verwendeten eine gerichtete Evolution, die durch künstliche Selektion neue Enzyme in Labors erzeugt. Das Ziel ist nicht nur die Verbesserung des Enzyms durch Evolution, sondern auch die Überzeugung des Enzyms, eine Silizium-Kohlenstoff-Bindung herzustellen.

"Es ist wie ein Rennpferd zu züchten", sagte Arnold. "Ein guter Züchter erkennt die inhärente Fähigkeit eines Pferdes, Rennfahrer zu werden, und muss dies in aufeinanderfolgenden Generationen herausstellen. Wir tun es einfach mit Proteinen."

Darstellung der Lebensform auf Siliziumbasis [Mit freundlicher Genehmigung von Lei Chen und Yan Liang für Caltech]

Was können wir erwarten, wenn wir nicht bald mit Silizium-Lebensformen auf der Erde rechnen können? Nun, eine beliebige Anzahl von Dingen. Apotheken-, Agrar- und Kraftstoffspezialisten könnten die Verfahren nutzen, um die für ihre Produkte benötigten Kohlenstoff-Silizium-Bindungen effizienter herzustellen.

"Das ist etwas, worüber die Leute reden, träumen, sich wundern", sagte Annaliese Franz von der University of California in DavisNeuer Wissenschaftler.Franz war an der Forschung nicht beteiligt. "Jeder pharmazeutische Chemiker könnte dies am Donnerstag lesen und am Freitag entscheiden, dass er dies als Baustein betrachten möchte, den er möglicherweise verwenden könnte."

Dies könnte auch zeigen, dass Kohlenstoffspuren möglicherweise nicht die einzigen Lebenszeichen sind, nach denen wir suchen sollten. Wenn die Forscher weiterhin Kohlenstoff-Silizium-Bakterien kombinieren würden, könnten wir möglicherweise vorhersagen oder verstehen, wie sie aussehen könnten.

Sie können den gesamten Artikel "Directed Evolution von Cytochrom c für die Bildung von Kohlenstoff-Silizium-Bindungen: Silizium zum Leben erwecken" lesen Wissenschaft.

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