Unikátní forma života postavená na základě arzenu nasměruje NASA na mimozemské možnosti

Všechny Novinky

nasa-mléčná-cesta-galaxie-ilustraceAstrobiologický výzkum financovaný NASA změnil základní znalosti o tom, co zahrnuje veškerý známý život na Zemi.

Vědci provádějící testy v drsném prostředí jezera Mono v Kalifornii objevili první známý mikroorganismus na Zemi, který je schopen prospívat a reprodukovat se pomocí toxického chemického arsenu. Mikroorganismus nahrazuje arsen za fosfor v jeho buněčných složkách.


'Definice života se právě rozšířila,' uvedl Ed Weiler, přidružený správce NASA pro ředitelství vědeckých misí v ústředí agentury ve Washingtonu. 'Když se snažíme hledat známky života ve sluneční soustavě, musíme myslet širší, rozmanitější a uvažovat o životě, jak jej neznáme.'

Toto zjištění alternativního složení biochemie pozmění učebnice biologie a rozšíří rozsah hledání života mimo Zemi. Výsledky budou informovat o probíhajícím výzkumu v mnoha oblastech, včetně studia vývoje Země, organické chemie, biogeochemických cyklů, zmírňování nemocí a výzkumu systému Země. Tato zjištění také otevřou nové hranice v mikrobiologii a dalších oblastech výzkumu.
Uhlík, vodík, dusík, kyslík, fosfor a síra jsou šest základních stavebních kamenů všech známých forem života na Zemi. Fosfor je součástí chemické páteře DNA a RNA, struktur, které nesou genetické pokyny pro život, a je považován za základní prvek pro všechny živé buňky.

Fosfor je centrální složkou molekuly nesoucí energii ve všech buňkách (adenosintrifosfát) a také fosfolipidy, které tvoří všechny buněčné membrány. Arzen, který je chemicky podobný fosforu, je pro většinu života na Zemi jedovatý. Arsen narušuje metabolické dráhy, protože chemicky se chová podobně jako fosfát.

'Víme, že některé mikroby mohou dýchat arsen, ale to, co jsme zjistili, je mikrob, který dělá něco nového - budování jeho částí z arsenu,' řekla Felisa Wolfe-Simon, vědecká pracovnice NASA pro astrobiologii, která sídlí v US Geological Survey. v Menlo Park v Kalifornii a hlavní vědecký pracovník výzkumného týmu. 'Pokud něco tady na Zemi dokáže něco tak neočekávaného, ​​co jiného může udělat život, který jsme ještě neviděli?'


Nově objevený mikrob, kmen GFAJ-1, je členem běžné skupiny bakterií, Gammaproteobacteria. V laboratoři vědci úspěšně pěstovali mikroby z jezera na stravě, která byla velmi chudá na fosfor, ale zahrnovala velkorysé pomůcky arsenu. Když vědci odstranili fosfor a nahradili ho arsenem, mikroby pokračovaly v růstu. Následné analýzy ukázaly, že arsen byl používán k výrobě stavebních kamenů nových buněk GFAJ-1.

Klíčovým problémem, který vědci zkoumali, bylo, že když byl mikrob pěstován na arsenu, došlo k začlenění arzenu do životně důležitého biochemického aparátu organismů, jako je DNA, proteiny a buněčné membrány. K určení, kde byl arzenik zabudován, byla použita celá řada sofistikovaných laboratorních technik.


Tým se rozhodl prozkoumat Mono Lake kvůli jeho neobvyklé chemii, zejména jeho vysoké slanosti, vysoké zásaditosti a vysoké hladině arsenu. Tato chemie je částečně výsledkem izolace Mono Lake od zdrojů čerstvé vody po dobu 50 let.

'Myšlenka alternativních biochemik pro život je ve sci-fi běžná,' řekl Carl Pilcher, ředitel Astrobiologického institutu NASA ve výzkumném středisku agentury Ames v Moffett Field v Kalifornii. 'Dosud byla forma života využívající arsen jako stavební kámen pouze teoretické, ale nyní víme, že takový život existuje v Mono Lake. “

Výzkum je publikován v tomto týdnu vydání Science Express. Výzkumný tým zahrnoval vědce z amerického geologického průzkumu, Arizonské státní univerzity v Tempe v Arizoně, Lawrence Livermore National Laboratory v Livermore v Kalifornii, Duquesne University v Pittsburghu a Stanford Synchrotron Radiation Lightsource v Menlo Parku.

Zdroj: www.nasa.gov