Биотехнологи из Калифорнийского института технологии впервые вывели бактерию, способную синтезировать соединения, в которых присутствует кремний. Это является шагом на пути к созданию существ, чей метаболизм основан на неорганических молекулах. Результаты работы ученые представили в статье, опубликованной в журнале Science.
В ходе исследования химики провели поиск в базах данных белковых последовательностей, чтобы найти ферменты, потенциально способные связывать кремний с углеродом. Для осуществления этой реакции подходили гемопротеины — белки, содержащие комплексные соединения порфиринов и железа (гемы). Ученые выбрали белок цитохром с, который синтезируют бактерии Rhodothermus Marinus, живущие в подводных горячих источниках Исландии. Они выделили ген, кодирующий этот фермент, размножили его и подвергли случайным мутациям. Получившиеся последовательности ДНК были внедрены в кишечную палочку Escherichia coli.
Установлено, что некоторые из мутаций в активном участке фермента привели к тому, что бактерии стали производить белок, способный синтезировать кремнийорганические соединения. При этом своей эффективностью, которую определяют скорость реакции и количество продукта, фермент превосходит искусственные катализаторы.
Исследователи собираются продолжить исследования, чтобы выяснить, почему, несмотря на то что кремниевые соединения являются одними из самых распространенных веществ на Земле, биологическая эволюция создала именно углеродную жизнь. В природе нет организмов, которые могут использовать кремний в своем метаболизме. Возможно, что в будущем ученым удастся создать живых существ, чья жизнедеятельность основана на этом элементе.
