Baktería sem hefur arsenik í erfðaefni sínu!
Kári Helgason
02. des. 2010
Fréttir
Vísindamenn hafa uppgötvað sérkennilegar bakteríur sem víkka út skilgreiningu okkar á lífi
Vísindamenn hafa fundið framandi bakteríur í Monovatni sem er eitrað stöðuvatn í Kaliforníuríki í Bandaríkjunum. Þessar bakteríur, sem nefnast GFAJ-1, hafa arsenik í erfðaefni sínu í stað fosfórs, eins og allar aðrar lífverur. Hingað til hefur fosfór verið talið nauðsynlegt frumefni fyrir lífverur ásamt efnum eins og vetni, kolefni, súrefni, nitri og brennisteini. Með þessari uppgötvun má segja að skilgreining okkar á lífi hafi víkkað og vekur hún óneitanlega upp spurningar um hversu algengt líf í alheimi kann að vera. Greint er frá þessu í nýjasta hefti tímaritsins Science Express.
 |
Bakterían GFAJ-1.
|
Um árabil hefur Dr. Felisa Wolfe-Simon, örverufræðingur í miðstöð NASA fyrir stjörnulíffræði, rannsakað vatnið í leit að lífverum sem nota arsenik úr vatninu fyrir efnaskipti. Monovatn er gífurlega salt og inniheldur einni lítri vatnsins um 70 grömm salts. Til samanburðar má nefna að í höfum jarðar eru um 31,5 grömm af salti í hverjum lítra. Vatnið er sem sagt meira en tvöfalt saltara en sjórinn. Í vatninu er auk þess arsenik í talsverðu magni svo sem gerir vatnið eitrað fyrir flest lífsform, þar á meðal okkur. Í vatninu eru til dæmis engir fiskar en þar finnast engu að síður þörungar, rækjur og fleira.
Í okkur og öllum öðrum lífverum sem við þekkjum leikur fosfór lykilhlutverk í uppbyggingu DNA og RNA sem eru grunnstoðir alls lífs á jörðinni. Fosföt taka einnig þátt í myndun frumuhimna og orkubúskap fruma gegnum sameind sem kallast adenósín þrífosfat, eða ATP. Allar lífverur sem við þekkjum reiða sig á ATP til að orkuflutnings. ATP er því nokkurs konar lífræn rafhlaða ef svo má segja.
Arsenik er beint undir fosfór í lotukerfinu svo þessi efni hafa svipaða eiginleika, þótt efnafræði þeirra sé of ólík til þess að arsenik geti leyst fosfór af hólmi í lífverum. Arsenik er því eitrað, en arsenik og fosfór eru nógu lík til þess að lífverur reyni að taka það upp í staðinn. Rannsóknarteymi Wolfe-Simon fullyrðir að þessar tilteknu örverur hafi ekki aðeins tekið upp arsenik í stað fosfórs heldur hafi þær nýtt sér efnafræðilega eiginleika arseniks.
Það er mikilvægt að undirstrika að rannsóknarteymið telur sig ekki vita hvort arsenik hafi á einhverjum tímapunkti leyst fosfór af hólmi eða hvort það hafi verið til staðar frá upphafi. „Ef arsenik hefur verið til staðar í lífverunum frá upphafi gefur það sterkar vísbendingar um að annars konar lífríki leynist á jörðinni“ segir Paul Davies, einn af rannsakendum. „Mér þætti ótrúlegt ef þetta er eina dæmið um líf af þessum toga. Þetta er greinilega toppurinn á stórum ísjaka“.
Fosfór er sérlega heppilegur fyrir lífríkið okkar þar sem efnasambönd þess haldast stöðug í vatni en sambönd byggð á arsenik gera það hins vegar ekki. Þetta vekur þegar upp spurningar um það hvort arsenik geti legið til grundvallar í annars konar lífríki.
Hugsanlegt er að á Títan séu aðstæður þannig að þar geti þrifist lífsform sem innihalda arsenik, þótt það sé ef til vill harla ólíklegt. En hver veit hvað leynist þar? Lífið er greinilega miklu harðgerðara en við höfum gert okkur grein fyrir hingað til.
Tengt efni
Baktería sem hefur arsenik í erfðaefni sínu!
Kári Helgason 02. des. 2010 Fréttir
Vísindamenn hafa uppgötvað sérkennilegar bakteríur sem víkka út skilgreiningu okkar á lífi
Vísindamenn hafa fundið framandi bakteríur í Monovatni sem er eitrað stöðuvatn í Kaliforníuríki í Bandaríkjunum. Þessar bakteríur, sem nefnast GFAJ-1, hafa arsenik í erfðaefni sínu í stað fosfórs, eins og allar aðrar lífverur. Hingað til hefur fosfór verið talið nauðsynlegt frumefni fyrir lífverur ásamt efnum eins og vetni, kolefni, súrefni, nitri og brennisteini. Með þessari uppgötvun má segja að skilgreining okkar á lífi hafi víkkað og vekur hún óneitanlega upp spurningar um hversu algengt líf í alheimi kann að vera. Greint er frá þessu í nýjasta hefti tímaritsins Science Express.
Um árabil hefur Dr. Felisa Wolfe-Simon, örverufræðingur í miðstöð NASA fyrir stjörnulíffræði, rannsakað vatnið í leit að lífverum sem nota arsenik úr vatninu fyrir efnaskipti. Monovatn er gífurlega salt og inniheldur einni lítri vatnsins um 70 grömm salts. Til samanburðar má nefna að í höfum jarðar eru um 31,5 grömm af salti í hverjum lítra. Vatnið er sem sagt meira en tvöfalt saltara en sjórinn. Í vatninu er auk þess arsenik í talsverðu magni svo sem gerir vatnið eitrað fyrir flest lífsform, þar á meðal okkur. Í vatninu eru til dæmis engir fiskar en þar finnast engu að síður þörungar, rækjur og fleira.
Í okkur og öllum öðrum lífverum sem við þekkjum leikur fosfór lykilhlutverk í uppbyggingu DNA og RNA sem eru grunnstoðir alls lífs á jörðinni. Fosföt taka einnig þátt í myndun frumuhimna og orkubúskap fruma gegnum sameind sem kallast adenósín þrífosfat, eða ATP. Allar lífverur sem við þekkjum reiða sig á ATP til að orkuflutnings. ATP er því nokkurs konar lífræn rafhlaða ef svo má segja.
Arsenik er beint undir fosfór í lotukerfinu svo þessi efni hafa svipaða eiginleika, þótt efnafræði þeirra sé of ólík til þess að arsenik geti leyst fosfór af hólmi í lífverum. Arsenik er því eitrað, en arsenik og fosfór eru nógu lík til þess að lífverur reyni að taka það upp í staðinn. Rannsóknarteymi Wolfe-Simon fullyrðir að þessar tilteknu örverur hafi ekki aðeins tekið upp arsenik í stað fosfórs heldur hafi þær nýtt sér efnafræðilega eiginleika arseniks.
Það er mikilvægt að undirstrika að rannsóknarteymið telur sig ekki vita hvort arsenik hafi á einhverjum tímapunkti leyst fosfór af hólmi eða hvort það hafi verið til staðar frá upphafi. „Ef arsenik hefur verið til staðar í lífverunum frá upphafi gefur það sterkar vísbendingar um að annars konar lífríki leynist á jörðinni“ segir Paul Davies, einn af rannsakendum. „Mér þætti ótrúlegt ef þetta er eina dæmið um líf af þessum toga. Þetta er greinilega toppurinn á stórum ísjaka“.
Fosfór er sérlega heppilegur fyrir lífríkið okkar þar sem efnasambönd þess haldast stöðug í vatni en sambönd byggð á arsenik gera það hins vegar ekki. Þetta vekur þegar upp spurningar um það hvort arsenik geti legið til grundvallar í annars konar lífríki.
Hugsanlegt er að á Títan séu aðstæður þannig að þar geti þrifist lífsform sem innihalda arsenik, þótt það sé ef til vill harla ólíklegt. En hver veit hvað leynist þar? Lífið er greinilega miklu harðgerðara en við höfum gert okkur grein fyrir hingað til.
Tengt efni
Blogg Arnars Pálssonar, erfðafræðings.