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1964年,38歲的托馬斯·布洛克開(kāi)車(chē)途經(jīng)美國(guó)黃石國(guó)家公園,決定下來(lái)參觀一番。作為地標(biāo)景點(diǎn)的彩色熱泉,當(dāng)然也是他的“必看”之一。
對(duì)于其他人來(lái)說(shuō),可能拍兩張照片,和家人朋友分享一下,這件事就結(jié)束了。可巧就巧在,布洛克當(dāng)時(shí)是印第安納大學(xué)的一名細(xì)菌學(xué)教授,而“內(nèi)行人”一眼就看出了門(mén)道:這樣的色彩多半是帶色素的微生物造成的,是什么微生物,它們又怎么能在溫度這么高(約70℃)的水中生存呢?
沒(méi)有人知道答案。于是第2年夏天,布洛克帶著這些問(wèn)題,還有項(xiàng)目資金和他的一個(gè)本科生哈德森·弗里茲,回到了這里。
“探究黃石公園熱泉中的生物”這種暑期項(xiàng)目,現(xiàn)在聽(tīng)起來(lái)像是個(gè)劃水的假期活動(dòng),當(dāng)時(shí)的2人絕不會(huì)想到他們真的發(fā)現(xiàn)了一種新細(xì)菌,這種細(xì)菌還在20世紀(jì)80年代末開(kāi)啟了現(xiàn)代分子生物學(xué)的新篇章,并且在新冠疫情蔓延的今天我們耳熟能詳?shù)腜CR核酸檢測(cè),也少不了它的身影。
耐高溫的細(xì)菌
在70℃的“蘑菇泉”泉水中,2人分離出1種粉橙色的細(xì)菌,并把它命名為T(mén)hermusaquaticus,水生嗜熱菌。生活在水里,故為“aquaticus/水生”,在高溫中生存,故為“thermus/嗜熱”,簡(jiǎn)單明了。
接下來(lái)的10年,2人主要的研究都集中在“為什么”:在當(dāng)時(shí)“生命能夠承受的最高溫度在55℃左右”的普遍認(rèn)知下,為什么水生嗜熱菌如此特別?生物都有它自身最適的溫度范疇,而一般決定這個(gè)范疇的是這種生物體內(nèi)的酶。作為蛋白質(zhì),超過(guò)一定的溫度,酶就會(huì)失活,因而,布洛克和弗里茲假設(shè),水生嗜熱菌帶有的酶都有高于其他生物酶的溫度范疇,所以它才能耐住高溫。……