最新研究认为细菌DNA不会吸收砷作为基本成分

被认为是2010年最重要的生物学发现的GFAJ-1

Wolfe-Simon和她的同事曾同意向外提供GFAJ-1的样本，而现在对此事直言批评的英属哥伦比亚大学的微生物学家Rosemary Redfield在有砷的条件下对该细菌进行培养后发现，并没有迹象表明该菌吸收砷作为微生物的遗传物质。“他们的数据支持DNA中没有砷的结论，”乔治亚大学大学的化学家Michael Bartlett评论说。Michael Bartlett是DNA、RNA及相关分子质谱分析方面的专家。

Redfield在她的博客上详细记录了她实验的曲折过程，一些针对源文章的其他的批评人士对该问题的解决感到满意而并不计划进行后续的实验。“我们可做更为精细的分析来降低检测限，不过我觉得该由原作者来承担提供证据的任务，”她说，“他们将必须提供比他们此前文章更好的数据。”

不过，Wolfe-Simon和她的同事说，有关砷基生命的研究才刚刚开始。他们表示在Redfield的工作被同行评审并发表前不会对其工作细节进行评论。他们强调，他们论文的关键点是微生物可以利用砷生长而无惧其毒性，并且他们只是提议在DNA中存在砷。“这都是在对源论文的极端解读进行驳斥，”并非原文作者，但现在与Wolfe-Simon共事的生物化学家John Tainer说。“我更愿意将其看做是一场攻击而一篇论文，目的是要关上其他研究的大门。”

Wolfe-Simon论文的核心是发现，当缺乏对生命极其重要并作为DNA组分的磷元素，并且有丰富砷存在时，GFAJ-1可以生长并使用砷来替代磷。分析实验显示，砷可能被用于生成DNA。（Wolfe-Simon和同事现在声明源论文并未明确声称GFAJ-1的DNA中存在砷，这引发了指责，一位此前为其辩护的科学家作出了详细的反驳。）

然而Redfield和其他人认为砷不可能是DNA的组成成分，并怀疑在GFAJ-1中发现的砷只是污染而并非是生物大分子的组分。他们还认为，在细菌生长培养基中存在的极少量的磷已经足够支持被归因于砷的细菌生长。

Redfield在她自己的实验室培养这种微生物的时候，最初细菌并不能生长。然后，通过加入她估计与Wolfe-Simon团队所用培养基中所发现的等量的磷后，Redfield发现细菌的生长速率与Wolfe-Simon所观察到的生长速率一致。并且样品的生长情况在加砷和不加砷情况下相似。Redfield因此推断，最低限度的磷供应了Wolfe-Simon所记录到的细菌生长，而非加入的砷。

Redfield在博客上记录了6年的每日研究情况，这次通过发布关于尝试培养GFAJ-1的定期更新来继续这一习惯。后来她开始寻找该项目的合作者。普林斯顿大学的Leonid Kruglyak接受了她的请求提供帮助，因为他拥有质谱系统可用于分析DNA的组分。普林斯顿的研究生Marshall Louis Reaves负责提取GFAJ-1的DNA进行液相色谱质谱分析，并未在DNA中发现砷。

“该实验室知道如何观察并检测这些类型的分子，”辛辛那提大学研究核酸质谱的化学家Patrick A. Limbach说，从新的数据来看，“很明显在DNA骨架中没有砷。”

Redfield认为Wolfe-Simon团队宣称的在细菌DNA中的砷其实是在纯化DNA时未被洗脱的砷污染。Bartlett说Redfield和她的同事“检测了所有显著波长以确保清除了任何残存的、可能与DNA联合的砷。而Wolfe-Simon的论文没有。”

不过，Bartlett与Redfield在她所说的她的实验对砷存在的灵敏性问题上存在争论。他认为检测限并未如Redfield所宣称的那样比Wolfe-Simon所发现的低50倍。他说，尽管并不像Wolfe-Simon team团队最初报道的那样多，但在细菌的生物大分子中仍然可能存在一些砷。

Tainer 和 Wolfe-Simon不明白为什么Redfield没有观察到砷所刺激的生长，认为源论文是站得住脚的。“如果在DNA中没有砷，那么砷哪里去了？这是个很有意思的科学问题，”Tainer说，这是他和Wolfe-Simon正通过研究核糖体以及细胞中的其他地方来探究的问题。Redfield在她的论文中也提出了这种可能性，认为砷可能被其他的分子吸收，但非DNA。

在这项新的研究还未被杂志正式审稿—Redfield表示已经投到Science—的时候，其他的科学家就在她的博客上定期评论并提供建议。至于使用ArXiv的