"Mimozemská" baktéria prežíva vďaka jedovatému polokovu

"Mimozemská" baktéria prežíva vďaka jedovatému polokovu
Zdroj: bigstockphoto.com

Mikrób z kalifornského jazera poskytol dôkazy, že fosfor ako základnú živinu môže v biologických molekulách nahradiť arzén. Podstatne to rozširuje sféru pátrania po odlišnom pozemskom respektíve mimozemskom živote. V predbežnom online vydaní časopisu Science (Science Express) to oznámil dvanásťčlenný tím, ktorý viedla Felisa Wolfeová-Simonová z Geologickej služby USA v kalifornskom Menlo Parku. Pôsobí aj v Astrobiologickom inštitúte NASA, výskumnom konzorciu so strediskami na univerzitách a vo výskumných ústavoch v USA a inde vo svete.

Všetky formy známeho života potrebujú fosfor. Najčastejšou podobou, v ktorej ho získavajú, je anorganický fosfát. V posledných rokoch však ožili diskusie o formách života s inou biochémiou, než akú má zvyčajný pozemský život. "Život, ako ho poznáme, vyžaduje konkrétne chemické prvky a iné vylučuje. Sú to však jediné možnosti? Ako odlišný by mohol byť život? Jedným z vedúcich princípov pri pátraní po živote na iných planétach, ako aj v našom astrobiologickom programe, je, že by sme mali 'ísť za prvkami'. Felisin výskum nás poučil, že by sme mali dôkladnejšie premýšľať o tom, za akými prvkami treba ísť," povedal člen tímu Ariel Anbar z Arizonskej štátnej univerzity v Tempe, v laboratóriu ktorého Felisa Wolfeová-Simonová pracovala.

S Arielom Anbarom a Paulom Daviesom, takisto z Arizonskej štátnej univerzity, vlani uverejnila v časopise Journal of Astrobiology hypotézu, že fosfor by v biologických molekulách mohol nahradiť arzén, ktorý je v periodickej tabuľke hneď vedľa.

Bolo to v kontexte úvah najmä Paula Daviesa o "čudnom živote" respektíve „tieňovej biosfére“ – cudzích formách života, ktoré by mohli existovať popri nám známom živote na Zemi. Kým známy život využíva vo svojich troch zložkách - DNA, bielkovinách a tukoch - šesť základných prvkov, uhlík, vodík, dusík, kyslík, fosfor a síru, cudzí život by sa vyznačoval alternatívami.

"Nielenže sme v hypotéze nastolili možnosť existencie biochemických systémov analogických dnešným, ktoré by mohli miesto fosfátu využívať arzenát, ale aj to, že také organizmy sa mohli vyvinúť na dávnej Zemi a dodnes pretrvávať v nezvyčajných prostrediach," povedala Felisa Wolfeová-Simonová. Nadviazala spoluprácu s ďalším členom tímu, Ronaldom Oremlandom z Geologickej služby USA, popredným svetovým odborníkom na mikrobiológiu arzénu. V sedimentoch jazera Mono vo východnej Kalifornii objavili baktériu kmeňa GFAJ-1. Patrí do čeľade Halomonadaceae gamaproteobaktérií. Toto jazero je extrémne slané a obsahuje prirodzene vysoké množstvo arzénu.

Baktérie GFAJ-1 úspešne kultivovali v laboratóriu, pričom im do rastového média nedávali takmer nijaký fosfor, no zato veľa arzénu. Následne sledovali, či baktérie skutočne zapájajú arzén do svojej DNA, bielkovín a tukov v bunkových membránach. A áno, arzenát v nich skutočne nahradil fosfát, zvlášť v DNA a bielkovinách. "Tento organizmus má podvojnú schopnosť rásť, buď s fosforom, alebo s arzénom. To z neho robí naozaj čudný mikrób, hoci ešte zďaleka nie akúsi formu naozaj cudzieho života, patriacu do odlišného rodokmeňa života so špeciálnym vznikom. GFAJ-1 však môže poukazovať na existenciu ešte čudnejších organizmov. Príslovečným svätým grálom by tu bol mikrób, ktorý by neobsahoval nijaký fosfor. Na druhej strane je tento organizmus zaiste iba špička ľadovca, a tak môže otvoriť celkom novú oblasť mikrobiológie," povedal Paul Davies.

Aj Felisa Wolfeová-Simonová upozornila, že keďže mikróby sú v pozadí biogeochemických cyklov a šírenia chorôb, GFAJ-1 môže otvoriť celkom novú kapitolu: "Naše poznatky pripomínajú, že známy život je azda pružnejší, ako všeobecne predpokladáme, alebo si vieme predstaviť. Tento príbeh však nie je iba o arzéne či jazere Mono. Ak čosi tu na Zemi dokáže urobiť niečo také neočakávané, čo všetko dokáže život, ktorý sme dosiaľ nevideli?"

Na snímke Felisa Wolfeová-Simonová a Ronald Oremland z Geologickej služby USA odoberajú vzorky z jazera Mono na východe Kalifornie.
Na snímke Felisa Wolfeová-Simonová a Ronald Oremland z Geologickej služby USA odoberajú vzorky z jazera Mono na východe Kalifornie.

Na snímke jazero Mono leží na západnej strane pohoria Sierra Nevada a popri bizarných tufových útvaroch na a pri brehoch je známe extrémnou slanosťou a vysokým obsahom arzénu.
Na snímke jazero Mono leží na západnej strane pohoria Sierra Nevada a popri bizarných tufových útvaroch na a pri brehoch je známe extrémnou slanosťou a vysokým obsahom arzénu.

Zdroje:
Science Express z 2. 12. 2010
Science z 3. 12. 2010
Komuniké Arizona State University z 2. 12. 2010

Autor článku: TASR

Dátum zverejnenia: