I slutet av 2010 satte NASA Internet surr när den kallade en presskonferens för att diskutera ett astrobiologiskt konstaterande som skulle påverka sökandet efter utomjordiskt liv. Men bevisen hittades på jorden; en bakteriestam i Kaliforniens sjön Mono som hade arsenik i sin genetiska struktur. Upptäckten antydde att livet kunde frodas utan de element som NASA vanligtvis letar efter, främst kol och fosfor. Men nu utmanar en ny studie förekomsten av arsenikbaserade livsformer.
2010 års uppsats som tillkännager arsenikbaserat liv, "Arsenikätande mikrobe kan omdefiniera livets kemi," skrevs av ett team av forskare under ledning av Felisa Wolfe-Simon. Papperet dök upp i Vetenskap och motbevisade det långvariga antagandet att alla levande saker behöver fosfor för att fungera, liksom andra element inklusive kol, väte och syre.
Fosfatjonet spelar flera väsentliga roller i celler: den upprätthåller strukturen hos DNA och RNA, den kombineras med lipider för att skapa cellmembran, och den transporterar energi inuti cellen genom molekylen adenosintrifosfat (ATP). Att hitta en bakterie som använder normalt giftigt arsenik i stället för fosfat skakade upp riktlinjerna som har strukturerat NASAs sökande efter liv i andra världar.
Men mikrobiolog Rosie Redfield höll inte med Wolfe-Simons artikel och publicerade sina farhågor som tekniska kommentarer i efterföljande nummer av Vetenskap. Sedan testade hon Wolfe-Simons resultat. Hon ledde ett team av forskare vid University of British Columbia i Vancouver och spårade sina framsteg online på namnet öppen vetenskap.
Redfield följde Wolfe-Simons förfarande. Hon odlade GFAJ-1-bakterier, samma stam som finns i Mono-sjön, i en lösning av arsenik med en mycket liten mängd fosfor. Hon renade sedan DNA från cellerna och skickade materialet till Princeton University i New Jersey. Där separerade doktoranden Marshall Louis Reaves DNA: et i fraktioner av varierande densitet med hjälp av cesiumkloridcentrifugering. Cesiumklorid, ett salt, skapar en densitetsgradient när den blandas med vatten och placeras i en centrifug. Allt DNA i blandningen kommer att sedimentera i hela gradienten beroende på dess struktur. Reaves studerade den resulterande DNA-gradienten med hjälp av en masspektrometer för att identifiera de olika elementen vid varje densitet. Han fann inga spår av arsenik i DNA: t.
Redfields resultat är inte av sig själva avgörande. ett experiment räcker inte för att definitivt motbevisa Wolfe-Simons arsenik-livstidning. Vissa biokemister är ivriga att fortsätta forskningen och vill ta reda på den lägsta möjliga arseniknivå som Redfields metod kunde upptäcka som ett sätt att bestämma exakt var arsenik från GFAJ-1 DNA hamnar på en cesiumkloridgradient.
Wolfe-Simon tar inte heller Redfields resultat som avgörande; hon letar fortfarande efter arsenik i bakterien. ”Vi letar efter arsenat i metaboliterna, såväl som det sammansatta RNA och DNA, och förväntar oss att andra kan göra detsamma. Med all denna extra ansträngning från samhället ska vi säkert veta mycket mer till nästa år. ”
Redfield planerar emellertid inga uppföljningsexperiment för att stödja hennes första resultat. "Vad vi kan säga är att det inte finns någon arsenik i DNA alls", sa hon. ”Vi har gjort vår del. Detta är en ren demonstration, och jag ser ingen mening med att spendera mer tid på detta. ”
Det är osannolikt att forskare definitivt kommer att bevisa eller motbevisa förekomsten av arsenikbaserat liv när som helst snart. För närvarande kommer NASA troligen att begränsa sin sökning efter utomjordiskt liv till fosforberoende former som vi vet finns.
Källa: nature.com
