В конце 2010 года НАСА вызвало шум в Интернете, когда оно созвало пресс-конференцию, чтобы обсудить астробиологические находки, которые повлияют на поиск внеземной жизни. Но доказательства были найдены на Земле; штамм бактерий в калифорнийском озере Моно, мышьяк которого имеет генетическую структуру. Открытие подразумевало, что жизнь могла бы процветать без элементов, которые НАСА обычно ищет, в основном из углерода и фосфора. Но теперь новое исследование ставит под сомнение существование основанных на мышьяке форм жизни.
Статья 2010 года, объявляющая жизнь на основе мышьяка, «микроб, питающийся мышьяком, может переопределить химию жизни», была написана группой ученых во главе с Фелисой Вулф-Саймон. Бумага появилась в Наука и опровергли давнее предположение о том, что все живые существа нуждаются в фосфоре для функционирования, а также другие элементы, включая углерод, водород и кислород.
Ион фосфата играет несколько важных ролей в клетках: он поддерживает структуру ДНК и РНК, соединяется с липидами, образуя клеточные мембраны, и переносит энергию внутри клетки через молекулу аденозинтрифосфата (АТФ). Обнаружение бактерий, в которых вместо фосфата используется обычно ядовитый мышьяк, пошатнуло руководящие принципы, которые структурировали поиск НАСА жизни в других мирах.
Но микробиолог Рози Редфилд не согласилась со статьей Вулфа-Саймона и опубликовала свои опасения в качестве технических комментариев в последующих выпусках Наука, Затем она проверила результаты Вулфа-Саймона. Она возглавляла группу ученых в Университете Британской Колумбии в Ванкувере и отслеживала ее успехи в Интернете во имя открытой науки.
Редфилд следовал процедуре Вулфа-Саймона. Она вырастила бактерии GFAJ-1, тот же самый штамм, найденный в озере Моно, в растворе мышьяка с очень небольшим количеством фосфора. Затем она очистила ДНК от клеток и отправила материал в Принстонский университет в Нью-Джерси. Там аспирант Маршал Луи Ривз разделил ДНК на фракции различной плотности с помощью центрифугирования с хлоридом цезия. Хлорид цезия, соль, создает градиент плотности, когда смешивается с водой и помещается в центрифугу. Любая ДНК в смеси оседает по всему градиенту в зависимости от ее структуры. Ривз изучил полученный градиент ДНК с помощью масс-спектрометра, чтобы идентифицировать различные элементы при каждой плотности. Он не нашел следов мышьяка в ДНК.
Результаты Redfield сами по себе не являются окончательными; одного эксперимента недостаточно, чтобы окончательно опровергнуть статью Вулфа-Саймона о мышьяке. Некоторые биохимики стремятся продолжить исследования и хотят определить минимально возможный уровень мышьяка, который метод Редфилда мог бы определить, чтобы точно определить, где мышьяк из ДНК GFAJ-1 попадает на градиент хлорида цезия.
Вулф-Саймон также не считает результаты Редфилда убедительными; она все еще ищет мышьяк в бактерии. «Мы ищем арсенат в метаболитах, а также в собранной РНК и ДНК, и ожидаем, что другие могут делать то же самое. Со всеми этими дополнительными усилиями сообщества мы обязательно узнаем намного больше к следующему году ».
Редфилд, однако, не планирует никаких последующих экспериментов, чтобы поддержать ее первоначальные выводы. «То, что мы можем сказать, это то, что в ДНК нет мышьяка», - сказала она. «Мы сделали свою часть. Это чистая демонстрация, и я не вижу смысла тратить на это больше времени ».
Маловероятно, что ученые смогут окончательно доказать или опровергнуть существование жизни на основе мышьяка в ближайшее время. В настоящее время НАСА, вероятно, ограничит свой поиск внеземной жизни фосфорзависимыми формами, которые, как мы знаем, существуют.
Источник: nature.com
