极端微生物的超级英雄!

来自动物王国的真实超级英雄,以及他们如何帮助人类。
2016年10月03日
通过范妮袁

超能英雄

作为人类,我们对自己的生活条件非常挑剔。我们不能太热也不能太冷。我们需要空气、食物和水。我们只能在很窄的压力、盐度和酸度范围内生存。每件事都必须“恰到好处”。

然而,实际上有一种被称为极端微生物的生物,它们可以在我们认为致命的环境中生存。“极端生物”的直译是“极端的爱好者”。这些生物可以在我们认为不可能存在生命的地方和条件下生存和繁衍。轮虫就是这样一种超能力生物,它就像一个微小的神奇女侠,在潮湿的环境中扭动。当没有雨水时,她会进入一种假死状态,在这种状态下,她的新陈代谢过程会最小化,直到再次有水可用。在这种睡眠状态下,她几乎是无懈可击的。邪恶势力可以尝试将她放入-196°C的液氮中,然后将她煮沸到100°C,甚至照射她。只要一吻水,轮虫就会醒过来,而不会受到任何伤害。

轮虫 神奇女侠

极端微生物的发现改变了我们对我们认为不可能的事情的理解,并激励科学家和工程师利用他们的超能力来开发突破性的技术,这些技术可以极大地改善我们的生活,甚至可能拯救世界。

药用奇迹

来看看现实版的地狱男爵水生栖热菌。他是一个生活在黄石国家公园的热间歇泉中的嗜热者(高温爱好者)。通过捕获他并研究他的能力,科学家们发现,与地球上几乎所有其他生物不同,他的酶(一种重要反应所需的蛋白质)在高温下不会被破坏。他们从他身上提取出了耐温剂Taq聚合酶,这是发展聚合酶链反应的关键,聚合酶链反应是一种用于快速复制DNA片段数十亿次的高温过程。这个过程有很多应用,包括从犯罪现场测试DNA证据,从口腔拭子进行基因筛查,或者从一滴血中对病毒进行医学诊断,比如寨卡病毒。

聚合酶

在温度谱的另一端是嗜冷者(喜欢低温的人),在这里我们遇到了我们的第一个反派:冰冻先生。人类无法在冰冻中生存,但生活在北极海冰上的嗜冷动物却能在零度以下的温度下茁壮成长。医院对延长人体组织的使用寿命,特别是器官移植非常感兴趣。不幸的是,简单地冻结组织、器官或生物材料会造成不可逆转的损害。从大自然中吸取教训,公司正试图复制极端微生物用于组织保存的自然策略。例如,科学家们已经使用这些生物中的抗冻蛋白成功地将静脉和动脉储存了数天,而不会出现明显的恶化。利用其他极端微生物技术,研究人员还能够在零下100摄氏度的温度下保存整个器官。看来冻人先生根本就不是个坏人。

北冰洋

另一种有趣的生物是在卡尔斯巴德洞穴国家公园的勒丘吉拉洞穴深处发现的食岩细菌。像蜘蛛侠一样,这种细菌善于紧紧地附着在洞穴岩石上,但也会杀死任何接触到它的细胞。研究表明,这种细菌可以瞄准乳腺癌细胞,附着在它们身上,产生有毒化合物杀死它们,同时不影响健康的乳腺细胞。

卡尔斯巴德国家公园

一些极端微生物有很多超能力。耐辐射球菌是一种多极端生物(热爱许多极端),是相当于超人的细菌!根据吉尼斯世界纪录,它是世界上最顽强的细菌。它不仅耐辐射,还能在寒冷、脱水、真空和酸性环境中生存。此外,它还会发出红外光!科学家们已经分离出产生红外光的基因,通过一点工程技术,细胞可以被照亮,从而为我们提供超人的x射线视觉能力,无需切开细胞就能看到细胞内部发生的事情。

气候十字军

另一种超级嗜热菌,菌株121在121°C的温度下也能茁壮成长。此外,就像漫威漫画中的闪电之神托尔一样,它似乎也有发电的超能力。在胡安·德·富卡海岭的一个水下通风口里,在海面下两英里的地方,这种微生物通过把电子转移到外部的铁来消化食物。这就产生了一个电子流,从有机体中流出,从本质上说,就是从有机物中产生了电力。科学家们希望菌株121可以帮助我们生产可再生能源。

工业废水中的化学物质对环境有害,科学家们正在努力寻找将化学物质分解成更安全成分的方法。虽然绿巨人可能正忙着把坦克撞成碎片,没有时间帮助把化学物质粉碎,但幸运的是栖热菌属Brockianus去营救!它是另一种来自黄石国家公园温泉的极端微生物,它的能力被用来将过氧化氢分解成良性氧气和水,使纸张漂白废水的处理更安全,更环保。

绿巨人

星球队长也许能够阻止枯萎病博士用温室气体破坏希望岛,但由于养牛、垃圾填埋场、发电站和大米生产,甲烷等温室气体在全球范围内继续增加。在新西兰的地狱之门发现的甲烷氧化菌(以甲烷为食),以甲烷为唯一的能量来源。这些细菌可能被用来清理垃圾填埋场和发电厂排放的甲烷。

船长的星球

当然,如果不包括我们的朋友,那就太疏忽了耐辐射奇球菌的在清洁队。与人类相比,他可以承受1000倍以上的辐射。辐射将DNA粉碎成微小的碎片。然而,耐辐射奇球菌的超强的愈合能力使它能够迅速将DNA片段缝合在一起,使它们具有抗辐射能力。因此,美国能源部一直在研究这种细菌,希望用它来清理放射性废物场址的溶剂和重金属。到目前为止,科学家们已经设计了一种oD.耐辐射细菌分解甲苯,解毒汞。像金刚狼,耐辐射奇球菌的很可能在核灾难中幸存下来。考虑到未来,一些科学家已经将这首歌“这是一个小世界”翻译成人类的DNA耐辐射奇球菌的希望能储存这首歌(和其他有用的信息)以备末日后的检索。

放射性废物

利用极端微生物的超级力量不仅仅局限于医疗和环境应用。我们每天都在使用从研究极端微生物中开发出来的技术,从在洗衣液中使用它们的酶到在低脂冰淇淋中添加它们的蛋白质。就连美国国家航空航天局(NASA)的研究人员也在将极端微生物送入太空,以研究它们在地球外生存所需的适应性。如果地球最终像超人注定要灭亡的星球氪星一样,我们可能需要从轮虫那里学习冬眠技术,让我们在逃到另一个星球时不那么脆弱。

火箭

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