[スポンサーリンク]

化学者のつぶやき

やっぱりリンが好き

[スポンサーリンク]

「リンの代わりにヒ素をDNAに取り込む生物が発見!?」…そうNASA(アメリカ航空宇宙局)の発表を聞いて、驚きの騒ぎになってからしばらく。サイエンス誌に掲載された論文には、専門家からのコメントの嵐で非難轟々。続報が気になるところでしたが、ついに決定的な反論が、NASAとは違うふたつの研究チームによってそれぞれ実証されたようです。

生き物はヒ素ではなくやっぱりリンが好きだった!

 

心の声「アイキャッチ画像でやりたいことはやってしまったのでもう続きはやらなくていいですか?」

えぇーっ、ごほん。

どの生命もみな、核酸炭素水素窒素・酸素・リンから構成され、どれもみな不可欠な元素です。しかし、周期表の他の元素で同じ機能を持たせることは、理屈の上では可能かもしれません。

論文[1]よりGFAJ-1株

論文[1]よりGFAJ-1株

2010年12月2日、「”A bacterium that can grow by using arsenic instead of phosphorus.“(リンの代わりにヒ素を使って生育できる細菌)」と銘打って、サイエンス誌のオンライン版に論文[1]が公表されました。2011年6月3日には、組版され紙媒体でも論文が公表されましたが、テクニカルコメントの嵐。その数、8つと異例の多さです。そもそもヒ素DNAは水中で安定かという疑問[5]もあり、物議をかわしました。

渦中の人ならぬ渦中の菌となったこのGFAJ-1株は、カリフォルニアのヒ素が多いモノ湖から単離されました。最初の論文では次のようなことが報告されています。

論文[1]

(1)リンもヒ素も加えない培地よりも、ヒ素を加えた培地のほうがよく生育した。
(2)リンだけを加えた培地で育てた場合と比べると、ヒ素だけを加えた培地で育てると細胞内ヒ素の存在比は3000倍になった。
(3)リンだけを加えた培地で育てた場合と比べると、ヒ素だけを加えた培地で育てるとDNAを抽出したときに2倍のヒ素が検出された。

ただこれ「リンを加えない」というのと「リンを含まない」というのは別問題で、ホントにゼロだという証拠は論文には示されていません。また、DNAの抽出方法は大いに疑問が残るものであり、しかも不純物の可能性を考えると論文で示されているヒ素含有量の相対値の取り方はかなり不適切だと思われます。

 

では、2012年7月27日に公表されたふたつの論文[2]と論文[3]の追試はどうでしょう。

論文[2]

(1)リンの添加量ではなく作った培地のリンを定量して生育を調べたところ、リンの濃度にのみ生育は依存しヒ素の濃度には依存しなかった。
(2)メタボローム解析を行ったところ、ヒ素は含有したヌクレオチドは検出されず、代わりに亜ヒ酸グルコースなどが多く検出された。
(3)ヒ素を含む培地であってもDNA中に含まれるヒ素の量はリンと比べて100万分の1以下だった。

論文[3] 

(1)こちらもリンの添加量ではなく作った培地のリンを定量して生育を調べた。
(2)DNAの抽出方法をより厳密にしたところ検出されるヒ素の差はわずかになった。
(3)内部標準のデオキシアデノシン亜ヒ酸を検出できる条件で液体クロマトグラフィー/質量分析で調べたところ抽出DNAからは検出されなかった。

 要するに「生育実験の培地に使ったヒ素にリンが混入していた」・「DNAは抽出方法が不十分だった」というのが原因のようです。いつの間にか、論文[1]がオープンアクセスになっていたので、自宅でもまたチョちょっと読んでみましたが、確かにヒ素の純度はどこにも言及されていないし、DNAの抽出条件は「遺伝子操作用の学生実験じゃないんだから!」とツッコミたくもなりました。

うーん。査読制度が機能していなかったようですね。

もうひとつ、普通の大腸菌でも実験をしたチーム[4]があり、こちらはなかなかおもしろくて、ヒ素を投与するとリボソームが分解されて、必要なリンをひねりだすのだそうです。この作用は、大腸菌でもGFAJ-1株でも同様に観察されたとのこと。当然、GFAJ-1が増殖する前の、持ち込みのリンでもこういったことが起こるのでしょう。

それこそまだ宇宙にはどうだか可能性は分かりませんが……DNAのリンをヒ素で代替できる生命は地球上のどこを探しても見つからなかった。これが、ことの顛末になりそうです。

結論としてはやっぱりリンが好きということになります。ちなみに、この『やっぱりリンが好き』のフレーズは、日本語Natureダイジェスト2012年9月号[6]のメールマガジンで見かけて気に入り、ついお借りしてしまいました。Natureダイジェストの該当記事の本文が気になる方は、ぜひ購入して読んでみてくださいね。

参考文献

[1] “A Bacterium That Can Grow by Using Arsenic Instead of Phosphorus.” Felisa Wolfe-Simon et al. Science 2011 DOI: 10.1126/science.1197258

[2] “GFAJ-1 Is an Arsenate-Resistant, Phosphate-Dependent Organism.” Tobias J. Erb et al. Science 2012 DOI: 10.1126/science.1218455

[3] “Absence of Detectable Arsenate in DNA from Arsenate-Grown GFAJ-1 Cells.” Marshall Louis Reaves et al. Science 2012 DOI: 10.1126/science.1219861

[4] “Growth of a Bacterium That Apparently Uses Arsenic Instead of Phosphorus Is a Consequence of Massive Ribosome Breakdown.” Georgeta N. Basturea et al. J. Biol. Chem. 2012 DOI: 10.1074/jbc.C112.394403

[5] “Kinetic Consequences of Replacing the Internucleotide Phosphorus Atoms in DNA with Arsenic” Mostafa I. Fekry et al. ACS Chem. Biol. 2011 DOI: 10.1021/cb2000023

[6] Natureダイジェスト2012年9月号P2『やっぱりリンが好き』 DOI: 10.1038/ndigest.2012.120902

[7] ピアプロキャラクター利用ガイドライン(http://piapro.jp/license/character_guideline)

 『鏡音リン』・『鏡音レン』はクリプトン・フューチャー・メディア株式会社の著作物です。

 

関連書籍

Green

Green

投稿者の記事一覧

静岡で化学を教えています。よろしくお願いします。

関連記事

  1. 実験する時の服装(企業研究所)
  2. 効率的に新薬を生み出すLate-Stage誘導体化反応の開発
  3. 鉄錯体による触媒的窒素固定のおはなし-2
  4. 第18回次世代を担う有機化学シンポジウム
  5. ChemTile GameとSpectral Game
  6. トーンカーブをいじって画像加工を見破ろう
  7. 「優れた研究テーマ」はどう選ぶべき?
  8. 海外留学ってどうなんだろう? ~きっかけ編~

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. 第146回―「原子から社会までの課題を化学で解決する」中村栄一 教授
  2. 構造生物学
  3. 『元素周期 ~萌えて覚える化学の基本~』がドラマCD化!!!
  4. ベンジルオキシカルボニル保護基 Cbz(Z) Protecting Group
  5. ジブロモインジゴ dibromoindigo
  6. エンインメタセシス Enyne Metathesis
  7. ケック不斉アリル化 Keck Asymmetric Allylation
  8. カイコが紡ぐクモの糸
  9. BO triple bond
  10. 光触媒を用いたC末端選択的な脱炭酸型bioconjugation

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

注目情報

注目情報

最新記事

第48回「分子の光応答に基づく新現象・新機能の創出」森本 正和 教授

久々の研究者へのインタビューです。第48回は、立教大学の森本正和先生にお願いいたしました。第17回ケ…

畠山琢次 Takuji Hatakeyama

畠山琢次 (はたけやま たくじ)は、日本の化学者である。専門は有機合成化学,材料化学。2021年現在…

DNA origami入門 ―基礎から学ぶDNAナノ構造体の設計技法―

(さらに…)…

NBSでのブロモ化に、酢酸アンモニウムをひとつまみ

芳香環のブロモ化といえば、構造活性相関の取得はもちろんの事、カップリング反応の足場と…

森本 正和 Masakazu Morimoto

森本 正和(もりもと まさかず、MORIMOTO Masakazu)は、日本の化学者である。専門は有…

「リジェネロン国際学生科学技術フェア(ISEF)」をご存じですか?

近年、中高生向けの科学プログラムやコンテストがいっそうの充実を見せています。未来の化学者育成に少なか…

ニトリル手袋は有機溶媒に弱い?

化学実験の際に一般的に着用されるニトリル製手袋は、有機溶媒を貫通させます。そのため、手袋を着用した手…

「化学と工業」読み放題になったの知ってますか?+特別キャンペーン

日本化学会会員の皆様に朗報です。会員が毎月届けられる「化学と工業」誌。じっくり読む人、パラパ…

Chem-Station Twitter

PAGE TOP