Descubrimiento de "Arsénico-bug" amplía la definición del ciclo de vida
Una imagen microscópica de GFAJ-1, cultivadas en arsénico. [ampliar imagen]
El 2 de diciembre de 2010: Los investigadores financiados por la NASA han descubierto el primer microorganismo conocido en la Tierra capaz de prosperar y reproducirse utilizando el arsénico, un producto químico tóxico. El microorganismo, que vive en el Lago Mono en California utiliza el arsénico como sustituto del fósforo en la columna vertebral de su ADN y otros componentes celulares.
"La definición de la vida se acaba de ampliar", dijo Ed Weiler, administrador asociado de la NASA para el Directorio de misiones científicas en la sede de la Agencia en Washington. "Mientras tratamos de que nuestros esfuerzos se centralicen en buscar señales de vida en el sistema solar, tenemos que pensar de manera más amplia, de forma más diversa y considerar la vida como no la conocemos".
Este hallazgo de una composición bioquímica alternativa, va alterar los libros de texto de biología y ampliar el alcance de la búsqueda de vida más allá de la Tierra. La investigación se publica en la edición de esta semana de Ciencia Express. De Carbono, hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, fósforo y azufre son los seis elementos básicos de todas las formas conocidas de vida en la Tierra. El fósforo es parte de la estructura básica del ADN y el ARN, las estructuras que transportan instrucciones genéticas para la vida, y se considera un elemento esencial para todas las células vivas.
El fósforo es un componente central de la molécula portadora de energía en todas las celdas ( trifosfato de adenosina) y los fosfolípidos que forman todas de las membranas celulares. El arsénico, que es químicamente similar al fósforo, es venenoso para la mayoría de la vida conocida en la Tierra. El arsénico altera las vías metabólicas porque químicamente se comporta de manera similar al fosfato.
"Sabemos que algunos microbios pueden respirar arsénico, pero hemos encontrado un microbio haciendo algo nuevo--la construcción de partes de sí mismo de arsénico," dijo Felisa Wolfe-Simon, astrobióloga investigadora de NASA residente en el servicio geológico de Estados Unidos en Menlo Park, California y científico principal del equipo de investigación. "Si algo aquí en la Tierra puede hacer algo tan inesperado, ¿qué otra cosa puede vida hacer que no hemos visto todavía?"
El microbio descubierto recientemente, la cepa GFAJ-1, es un miembro de un grupo común de bacterias, el Gammaproteobacteria. En el laboratorio, los investigadores lograros hacer crecer con éxito los microbios obtenidos desde el lago con una dieta muy pobre en fósforo, pero que incluyó una generosa absorción de arsénico. Cuando los investigadores eliminaron el fósforo y lo reemplazaron con arsénico los microbios siguieron creciendo. Análisis posteriores indicaron que el arsénico se utilizaba para producir los bloques de construcción de nuevas células de GFAJ-1.
La cuestión clave que investigaron, fue cuando el microbio cultivado en arsénico hizo que el arsénico realmente se incorporara en la maquinaria bioquímica vital de los organismos, tales como el ADN, proteínas y las membranas celulares. Una sofisticada variedad de técnicas de laboratorio se utilizó para determinar donde se incorporó el arsénico.
El equipo decidió explorar el lago Mono debido a su inusual química, especialmente su alta salinidad alta alcalinidad y altos niveles de arsénico. Esta química es en parte consecuencia de aislamiento del lago Mono de sus fuentes de agua dulce durante 50 años.
Los resultados de este estudio permitirá obtener información de las investigaciones en curso en muchas áreas, incluyendo el estudio de la evolución de la Tierra, la química orgánica, los ciclos biogeoquímicos, la mitigación de las enfermedades y la investigación del sistema de terrestre. Estos hallazgos también permitirán abrir nuevas fronteras en microbiología y otras áreas de investigación.
"La idea de bioquímicas alternativas para la vida es común en la ciencia ficción,", dijo Carl Pilcher, director del Instituto de Astrobiología de la NASA en el centro de investigación Ames de la Agencia en Moffett Field, California "hasta"ahora una forma de vida con arsénico como bloque de construcción era sólo teórico, pero ahora sabemos como existe la vida en el Lago Mono".
El equipo de investigación incluye científicos del Servicio Geológico de Estados Unidos, Universidad Estatal de Arizona en Tempe, Ariz., del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, California, La Universidad de Duquesne en Pittsburgh, Penn. y la de Stanford de Radiación Sincrónica Luminosa en Menlo Park, California.
El Programa de Astrobiología de la NASA en Washington contribuyó con financiamiento para la investigación a través de su programa de Exobiología y Biología evolutiva y el Instituto de Astrobiología de la NASA. El Programa de Astrobiología de la NASA apoya la investigación sobre el origen, la evolución, la distribución y el futuro de la vida en la Tierra.
Fuente: NASA Science - Science NEWS http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2010/02dec_monolake/
Editor: Dr. Tony Phillips
Credit: Science@NASA
Traducción: Live Search
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