生命厌恶砷，即使在极端情况下

精致细致的化学结构使微生物能够选择性地选择有益的磷，而不是有毒的砷，即使这种危险的化学物质远远超过必需的。以色列、法国和瑞士的研究人员表示，一种独特的化学键合方法可以帮助细菌的磷酸盐结合蛋白嗅出磷。这是一系列论文中又一篇回应细菌可以依靠砷生存的说法的论文。

2010 年底，NASA 宣布，一种新近研究的细菌菌株来自富含砷的加州湖泊，该菌株能够将 DNA、ATP 和其他生物分子中的砷替换为磷。该研究很快因各种原因受到批评，主要是因为从未发现生命可以在没有磷的情况下生存。这项现已声名狼藉的研究的主要作者 Felisa Wolfe-Simon 坚持认为，这种细菌（称为 GFAJ-1）就是这样的，它们以砷作为磷的替代品而生存。

在接下来的两年里，有几篇论文发表，对最初的发现提出了质疑。但细菌如何区分几乎相同的分子一直不清楚。以色列魏茨曼科学研究所的 Mikael Elias 和 Alon Wellner 旨在弄清楚这一点。

他们研究了周质磷酸盐结合蛋白，这种蛋白参与细菌细胞对磷的吸收。他们在实验室中研究了 GFAJ-1 的类似物，发现它和其他几种细菌菌株能够辨别什么是磷酸盐，什么是砷酸盐，并选择性地与磷酸盐结合。由于蛋白质中氢键上的反应，他们的 PBP 可以检测到两种分子之间非常微小的热化学半径差异（仅为 4%）。完整论文在此处进行了更详细的解释。

作者写道：“因此，PBP 似乎已经进化出一种独特的结合模式，能够区分高度相似的磷酸盐和砷酸盐。”

看起来许多微生物都能做到这一点，但 GFAJ-1确实可以做到这一点，它提取磷酸盐时的砷酸盐与磷酸盐的比率比在发现它的莫诺湖观察到的比率高出 3,000 多倍。这种对进化压力的反应表明，最细微的生化变化也能造成差异。作者承认，这种高磷酸盐选择性的起源仍不清楚。

沃尔夫-西蒙表示，这些结果代表了“有助于社区的细致而有趣的研究”。

“它们帮助我们了解了 GFAJ-1 和其他微生物中砷酸盐和磷酸盐在分子水平上的区分。我们同意，这两个 PBP 之间的生态联系和系统发育关系差异相当有趣，”她在给 PopSci 的电子邮件中说道。

但她表示，这项研究与之前的研究一样，仍未解决她的研究提出的问题：细胞内的砷酸盐。“我们很高兴看到这些研究和其他研究继续解答有关磷酸盐和砷酸盐的问题，特别是砷酸盐在细胞中的哪个位置，”她写道。

该论文发表在《自然》杂志早期的网络版上。