硅元素(silicon,Si)是地壳中第二丰富的元素(26.4%),仅次于第一位的氧(49.4%)。我们都知道,构成生物体的大量元素包括C、H、O、N、P、S、Ca、Mg、Cl、Fe等,几乎不涉及硅元素。那么,为什么生命体没有将其融入自身呢?这一直是个谜。

  近期,来自于加州理工学院的化学工程师Frances Arnold带领团队却在细胞内首次实现了硅和碳的结合。他们筛选到一种天然酶类,存在于生活在极端环境的细菌体内。这种酶能够在大肠杆菌细胞内表达,并催化培养基中的硅元素与细胞内的碳元素结合。

  为了提高结合效率,研究团队对天然酶进行改造,使其成为全新的生物催化,能够以前所未有的效率完成催化。相关研究成果于11月24日发表在《Science》期刊。

  这一发现能够帮助化学家开发出新的药物和工业催化剂,或许还有望用于解释为什么生命进化几乎完全避开了硅元素。