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大自然是不断进化的——其极限仅取决于威胁物种生存能力的变异。研究遗传密码的起源和发展，对于解释生命的进化非常重要。最近在《ScienceAdvances》发表的一项研究中，专门从事这一领域的一组生物学家，解释了遗传密码进一步发展的一个限制，我们知道，遗传密码是一套通用的规则，地球上所有生物都用其，将核酸（DNA和RNA）基因序列翻译成氨基酸序列，组成蛋白质，执行细胞功能。
在生物医学研究所(IRB巴塞罗那)ICREA研究员LluísRibasdePouplana和基因组调控中心的FyodorA.Kondrashov的共同指导下，该科学家小组已经证明，遗传密码进化到包括最多20种氨基酸，它无法进一步增长，是因为转移RNA分子的功能性限制——转移RNA这种分子是基因及其编码蛋白之间的语言翻译器。这会使发生30亿多年前的生命复杂性的增加停止，在细菌、真核生物和古细菌类独立进化之前，因为所有生物都使用相同的遗传密码，用遗传信息生成蛋白质。
这项研究的作者解释说，将基因翻译成蛋白质的机器，无法识别超过20种氨基酸，因为这会使它们迷惑，导致蛋白质不断突变，从而引起基因信息的错误翻译，产生“灾难性的后果”。研究人员说：“基于遗传密码的蛋白质合成是生物学系统的决定性特征，对于确保信息的忠实翻译，是至关重要的。”
由形状引起的一个限制
遗传密码的饱和，起源于转移RNA（tRNA），这种分子负责识别遗传信息，并将相应的氨基酸携带到核糖体——在那里，根据编码在给定基因中的信息，氨基酸链被制成蛋白质。然而，tRNAs必须符合核糖体的腔洞，意味着这些分子必须采用一种L型的空间，在它们之间很少有变异的可能性。Ribas解释道：“因为新的氨基酸会给系统带来益处，事实上，我们使用超过20种氨基酸，但更多的氨基酸是通过不连接到遗传密码的、非常复杂的通路被合并进来。当大自然无法创建明显不同于现有tRNAs的新tRNAs、而不引起正确氨基酸识别的问题时，问题来了。这发生在20种氨基酸被延伸时。”
在合成生物学中的应用
合成生物学的一个目标是，增加遗传密码，并修改它来构建具有不同氨基酸的蛋白质，以实现新的功能。为此，研究人员在严格控制的条件下，使用生物（如细菌）来制造具有指定特征的蛋白质。研究人员总结道：“但这是非常难做的，我们的工作表明，如果我们要实现更有效的生物技术系统，就必须避免实验室合成的tRNAs和现有tRNAs之间的识别冲突。”
遗传密码是生命的通用语言。它描述了信息如何被编码进遗传物质，并且对所有生物（从简单的细菌到动物到人类）都是相同的。遗传密码的起源一直是个谜。在过去的两年里，维也纳的研究人员发现了几条令人惊讶的线索，可以帮助解开这个谜。
日本RIKEN、东京大学等机构的科学家们在Nature杂志上发表文章，描述了一个确保tRNA合成酶、tRNA和氨基酸正确配对的巧妙机制。正是在这种机制的保驾护航之下，细胞才能够将遗传密码精确翻译成为细胞所需的功能性蛋白（Nature：深入第二套遗传密码）。日前，某机构发布的一份《2016年电水壶产品风险监测质量分析报告》称，目前市场上55.6%的电水壶产品锰含量在10%左右，存在使用高锰钢的问题。同时，报告指出人体长期过量摄入金属锰会影响神经系统的功能，产生记忆力减退、嗜睡、精神萎靡不振、神经功能紊乱等症状。
自此，“高锰”水壶把人“喝傻”的说法不胫而走，一度引起了公众的恐慌。借此，不少商家打出“304水壶”、拒绝“高锰水壶”的旗号进行促销活动。
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疑问：
所谓的“高锰”水壶究竟是怎么来的？含锰的电水壶是否真的有如此大的危害？人们是否应该谈“锰”色变？
解答：
卫生学研究表明，锰在人体的许多组织中起到重要作用，参与机体糖、脂代谢，蛋白质的合成及遗传信息的传递等生命过程，是人体不可或缺的微量元素。
如果锰摄入不足，可以引起体重降低、贫血、侏儒症和肿瘤等；但过多摄入又可导致急、慢性中毒症，具有神经毒性、生殖毒性和肝脏、肺脏损害作用等。“因此，人们在日常生活中确实应该注意锰元素的合理摄入，以保证身体健康。”中国科学院金属研究所研究员宋影伟告诉《中国科学报》记者。
中科院金属所研究生刘灿帅、闫红林对《2016年电水壶产品风险监测质量分析报告》中提到的检测方法进行了详细的查证。
他们发现，报告采用了《食品接触材料金属材料食品模拟物中重金属含量的测定电感耦合等离子体发射光谱法》检验，即利用浓度为4%的煮沸乙酸检测电水壶中的锰含量。乙酸呈酸性，浓度为4%的乙酸酸性与柠檬相近。
“检测电水壶所用的溶液，近似为浓度较大的柠檬水，酸性强，侵蚀性大，与日常生活中煮开水的过程相差较大。”刘灿帅说，“脱离使用环境去评价材料是不适当的。”
在冶金行业中，锰需要在1200℃以上的高温下熔化，以冶金结合的方式溶于钢中，得到含锰量大于10%的高锰钢。而电水壶在日常使用过程温度不会超过100℃，所以在烧水时基本不会造成锰的溶出。
“退一步讲，即使锰的溶出量真的达到了报告中提到的最高值，那么人们每天要饮用大概9升这种电水壶烧开的水，才有可能超出一名成年人每天合理的锰摄入量。”闫红林说，“所谓的高锰钢影响精神、智力的说法，纯属危言耸听。”
原来，从本质上讲，锰在饮用水与乙酸中的溶出量不同，是由于电水壶在这两种环境中腐蚀行为不同。饮用水呈近中性，电水壶的腐蚀行为较弱；而乙酸呈酸性，侵蚀性强，电水壶的腐蚀行为较强，会有更多的锰元素被溶解。
“科学家应该向公众传播更多的腐蚀知识，这样人们才能更加理性地面对生活中的类似谣言。”宋影伟透露，4月24日，辽宁省科学技术协会、中科院沈阳分院、世界腐蚀组织、中科院金属所将在辽宁省科学技术馆联合举办“世界腐蚀日科普活动”，活动将针对工业和自然环境中的腐蚀、核电站中的腐蚀以及生活中的腐蚀等方面展开，利用生动的图像和有趣的科学实验，向大家展示腐蚀的奥妙。届时，世界腐蚀组织主席、中科院沈阳分院院长、国家金属腐蚀控制工程技术研究中心主任韩恩厚将为大家讲述腐蚀的来龙去脉、前因后果，介绍腐蚀涉及的国计民生、生活细节。
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