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无敌细菌与核共舞

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-11-06 13:47  浏览次数:52
无敌细菌与核共舞



  八年前,当科学家们在美国萨瓦纳河畔(Savannah River)用金属棒探测一个核废料仓库的放射程度时,眼前的现象令他们惊呆了:一种粘著而透明的物质在金属棒的末端闪闪发光。
  他们把采集来的样品放入一个用水泥密封的地窖里,技术人员只能通过一个3英尺厚的玻璃窗来探视里面的情形。然后,科学家们利用机器人把少量样品涂抹在佩氏培养皿中,结果发现里面长出了一种奇特的四处游动的橙黄色菌落。这种细菌能承受的放射剂量是人类所能承受的15倍,生活在被科学界戏称为“巫婆的杰作”的有毒环境下。
  对于美国能源部来说这是一项突破,他们一直在寻觅一些能为环保作贡献的生物,特别是被科学家们称为“嗜极细菌”的一种逐步为人所知的微生物。这类细菌能在地球上一些人类无法居住的环境下存活,它们能忍受惊人的辐射,在沸点以上茁壮成长,并与那些足以杀死其他任何物质的有毒化学物质相融合。
  上述特性使它们有望在美国能源部清除大量核废料的行动中发挥宝贵作用,除了乔治亚州萨瓦纳河畔外,华盛顿州汉福德(Hanford)也存放了许多核废料。能源部表示,若采用化学手段和机器人处理的传统方法,清除费用将高达2,600亿美元,而利用嗜极细菌能大大降低成本。
  嗜极细菌主要通过吸收有毒物质,并分解成相对无害的成份来消灭它们。这些细菌还能把具有放射性的废料变成无法溶解的物质,从而减轻对地面蓄水层及河流的渗透,降低它们的危害性。
  平易近人的能源部长斯宾赛·亚伯拉罕(Spencer Abraham)今年预计,“在不久的将来”,嗜极细菌将参与清除核废料以及二氧化碳等火电厂污染物的行动。二氧化碳增多是全球气候变暖的主要原因之一。美国国家航空航天局(The National Aeronautics and Space Administration)认为,如果自己能掌握嗜极细菌抗辐射的机制,它也许能更好地保护宇航员在长途飞行中免受辐射的侵害。美国国立卫生研究院(The National Institutes of Health)则希望嗜极细菌的独特威力能帮助癌症患者适应辐射剂量较高的化学疗法。
  科学家们表示,迄今为止,他们发现的嗜极细菌对人类并无危害。不过实验结果表明这些细菌有可能引发争议,因为没人知道它们的长期效果如何。
  这种在萨瓦纳河畔发现的浆果形微生物被命名为Kineococcus抗辐射细菌,科学家们已破解了其95%的基因结构。他们知道这些细菌喜欢吃麦芽糖,但在对此类生物研究了50年后,它们的生存之道依然是个谜。放射性物质破坏了其他生物的基因结构,但嗜极细菌却能在几小时之内把它们彻底消化。
  微生物学家克里斯托弗·鲍威尔(Christopher Bagwell)指出,Kineococcus能分解除草剂、工业溶剂、氯化化合物以及其他有害物质,在扼杀其他生物的放射性环境下茁壮成长。
  目前,科学家们至少了解十几种嗜极细菌,最早是1956年在俄勒冈州的Corvallis发现的。当时,科学家们利用大量辐射来处理马肉罐头,试图让辐射成为保存食物的防腐剂。突然,一个罐头膨胀起来,科学家们在里面发现了一种以前从未见过的粉红色细菌。
  这种细菌的学名叫Deinococcus抗辐射细菌,但它的抵御能力实在令人震惊,几年后,研究人员给它起了个绰号叫“Conan”,科学家们至今依然对此争论不休。由于这种细菌的抗辐射程度超出了地球上了其他任何生物,一些科学家们认为它们来自彗星,而另一些人则猜测它们是地球上最早的生物,因为地球是经过了放射性爆炸而形成的。
  路易斯安那州立大学(Louisiana State University)的微生物学家约翰·贝斯塔(John R. Battista)说:“由于这些细菌的能力惊人,它们不禁令人浮想联翩。”他表示,那些认为它们来自外层空间的推测简直是“神话”。
  贝斯塔指出,嗜极细菌最近在光秃秃的山顶上和南极洲的冰原上被发现。他认为这些细菌是没有危害的生物,它们成功地在极端乾旱的条件下生存了下来。乾旱对生物细胞的破坏方式与辐射相似。
  最早被发现的Conan被证明是嗜极细菌中的懦夫。它能对付辐射,但不能对付甲苯溶剂等通常在爆炸废料中发现的化学物质。因此,在1997年,美国能源部开始研究一种被成为超级Conan的基因变种细菌。
  超级Conan目前存放在美国军方位于国马里兰州的研究机构Uniformed Services University of Health Sciences的佩氏培养皿中。这种细菌能消化有毒化学物质和辐射,但进行培育的研究人员迈克尔·戴利(Michael J. Daly)表示美国政府对它的实际运用感到担心。
  “我们可以进行一些实验,”他说,但美国能源部担心公众对将这种实验室培育的细菌放在自然环境中抱有疑虑。这种细菌也许能消化核废料,但是否会消化别的东西呢?
  美国能源部负责生物和环境研究的主任阿里·帕特里诺斯(Ari Patrinos)表示,尽管存在上述棘手问题,能源部依然相信能在自然界中找到超级Conan的对应物质。他估计,地球上被发现的细菌还不到总数的1%,因此“有许多细菌能满足我们的需求。我们则必须加以筛选。”
  这时出现了Kineococcus抗辐射细菌。萨瓦纳河畔基地是上世纪50年代早期美国在与苏联争先研制氢弹的竞赛中建设而成的。当地拥有49个地下存储槽,存放了3,500万加仑的放射性废料。美国能源部在汉福德拥有一个容积大得多的存储点,那里有一个第二次世界大战的军工厂,存储槽泄露的有毒物质及辐射污染了方圆80平方英里的地下水源。
  科学家们说,由于Kineococcus这种橙黄色细菌对核废料安之若素,没人会说把它们放在上述地点是莫名其妙的事。他们认为可以在佩氏培养皿中培育Kineococcus,然后把这些细菌放入存储槽和地下泄露点。
  但鲍威尔认为,还需5年时间来了解这种细菌的基因结构,之后才能进行相关实验。他指出,其百分之二十的基因的功能尚不清楚。

科学家找到专门以放射性核废料为食的超级细菌http://www.biotech.org.cn/news/news/show.php?id=18882




华尔街日报
中国生物技术信息网

 
 
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