硅与碳属于同族元素，可 以形成类似的结构，硅也是地 球上储量仅次于氧的元素，然 而，生命在漫长的演化进程 中，竟从未将硅原子纳入有机 结构的框架和生化机制，如红 细胞中的铁元素以及叶绿素中 的镁元素那样。加州理工学院 的化学工程师近期利用一种来自冰岛海底温泉的细菌——海洋红嗜热盐菌(Rhodothermus marinus)所产生的酶，这种酶能够催化硅原子与碳原子以化 学键结合，将产生这种酶的基因植入大肠杆菌当中，大肠杆菌 就得以利用含硅前驱体产生含硅有机物。为了提高效率，负责 这项研究的弗朗西斯 · 阿诺德(Frances Arnold)利用了她在上 世纪90年代发明的定向进化(directed evolution)技术，在酶 的活性区域引入突变，然后选取酶活性有所提升的细菌。经过 几代突变和筛选，足以显著提升酶的产量，催化效率比人工合 成的催化剂高 15 倍。利用细菌产生含硅有机物的这一新研究， 不仅提供了高效环保地合成含硅有机物的新方法，或许也能帮 助科学家探索能否将硅纳入生命体的课题。
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