Annons

Arsenik är livet

Författare: 

Publicerad

2010-12-04

Nedanstående text är baserad på en artikel i den vetenskapliga tidskriften Science. Efter att artikeln kommit ut har flera fristående forskare fört fram allvarlig kritik som ifrågasätter artikelns resultat. Om du vill läsa om kritiken så rekommenderar jag Carl Zimmers text på Slate. Det verkar som att också jag har gått på hypen kring dessa fynd. Framtiden får utvisa vad de här bakterierna egentligen är kapabla till.

Vad är förutsättningarna för liv? I decennier har forskare begrundat vad som behövs för att liv ska uppstå. Forskare har vänt blicken mot rymdes ofattbara djup och närmast obegränsade möjligheter. Där ute har de hittat stjärnor med planeter. Några av planeterna skulle kunna ha samma yttre förutsättningar som jordklotet en gång hade. Nu är det istället en forskningsresa till Kalifornien som förändrat vår syn på liv. Giftet arsenik har öppnat nya möjligheter.

Felisa Wolfe-Simon och hennes kollegor står för dagens, månaden, årets och kanske decenniets vetenskapliga händelse . De åkte till Mono Lake i Kalifornien. Sjön är speciell, bland annat för sina höga halter av arsenik. Det var ingen lång resa för forskarlaget eftersom deras laboratorium också ligger i Kalifornien. Forskarna tog med sig dy från sjöns botten tillbaka till laboratoriet. Trots resans korta avstånd, och att de bara tog med sig lite gegga från sjöbottnen, har deras fynd potential att bli ett av de viktigaste för vår -- mänsklighetens -- förståelse av hur liv kan uppstå. Man skulle kunna säga att dyn var värd sin vikt i guld.

De livsavgörande molekylerna i levande organismer är framför allt uppbyggda av sex lika livsnödvändiga grundämnen; kol, väte, kväve, syre, svavel och fosfor. En avgörande del i mänsklighetens sökande efter liv på andra planeter har ofta utgått från dessa sex. Bakterier från Mono Lakes botten har förändrat det antagandet.

Wolfe-Simons forskarlag startade ett vetenskapligt experiment som kan komma att förändra vår syn på livets förutsättningar. I laboratoriet så lät de bakterierna föröka sig. Några av bakterierna odlades i en miljö med fosfor, men utan arsenik, helt i enighet med vad som enligt skolbiologin behövs för att de ska kunna leva. Andra bakterier fick försöka växa i en miljö helt utan tillsats av både fosfor och arsenik, vilket – helt enligt förväntan – i princip inte ledde till någon tillväxt alls. Andra bakterier fick växa i en miljö med arsenik, endast med spår av fosfor i tillsatt salt. De klarade av att växa och föröka sig i denna för oss giftiga miljö. De hade visserligen inte växt lika mycket som de bakterier som växt tillsammans med fosfor, men det hade ingen heller förväntat sig. Sett med vår samtida förståelse för biokemi borde de inte alls ha klarat av att växa i en miljö med arsenik.

Om experimentet håller vetenskapens krav på att resultaten ska kunna återupprepas så kommer det revolutionera vår syn på livets förutsättningar. Så vitt jag kan bedöma den vetenskapliga artikeln där resultaten presenteras så verkar det onekligen som att bakterierna verkligen använt arsenik i stället för fosfor och att fosfor saknas i dessa bakterier (Fig. 2 i artikeln). Det här är naturligtvis ett väldigt kontroversiellt resultat. Det finns de forskare om manat till försiktighet i uttolkningen av resultaten. Oavsett vilket tycker jag att deras resultat understryker en viktig poäng: liv på andra planeter behöver inte vara uppbyggt på precis samma sätt som livet här på jorden.

Det är extra spännande att det verkar som att det räckte med att samla dy från en sjö i Kalifornien för att hitta bevis som stöder det påståendet. Nästa gång en artikel får lika stor medial uppmärksamhet så hoppas jag att forskare har hittat liv på andra planeter, eller varför inte en ny sorts bakterie i berggrunden under Falun?

Tips om två andra bloggar som också skriver om upptäckten:
The Loom av Carl Zimmer
Not Exactly Rocket Science av Ed Yong

Kommentera:

2

Dela artikeln:

Kommentarer

Jag är skeptisk till existensen av DNA med arsenik i stället för fosfor i. Det har visserligen tidigare av andra författare visats att ett sådant utbyte kan ske i AMP, en av byggstenarna i DNA, och att denna "AMAs" kan fungera i en enzymatisk reaktion på samma sätt som AMP med fosfor, men det är en annan sak. Av tabell 1 i det diskuterade arbetet av Wolfe-Simon och medarbetare framgår att även när de odlat bakterien "fosforfritt" så är kvoten arsenik/fosfor bara 7,3, vilket visar att bakterien är väldigt bra på att suga till sig fosfor även under bristförhållanden. Det räcker förmodligen för att framställa vanligt DNA med fosfor i. Däremot kan jag tänka mig att arsenik kan ersätta fosfor i en del andra föreningar och reaktioner. Det har länge varit känt att arsenik har en biologisk funktion. Exempelvis finns det bakterier som tar elektroner till sin fotosyntetiska koldioxidreduktion från arsenik (i stället för från vatten som växter gör). Arsenik i mycket små mängder är nyttigt och kanske rentav oumbärligt för oss människor. Det anses ha en funktion i metabolismen av aminosyran metionin, och försöksdjur som getter har man fått riktigt sjuka av arsenikbrist.

Lars Olof, tack för din insiktsfulla kommentar! Det verkar onekligen som att du har rätt i din skeptiska inställning till denna Scienceartikel. Tyvärr måste jag säga att min egen kunskap i de kemiska förutsättningarna för att kunna byta fosfor mot arsenik i t ex DNA är allt för begränsade. Det var antagligen därför som jag gick på hypen kring just denna artikel, när det gäller liknande upphaussning som fossilet "Ida" var jag bättre förberedd.

Det som är intressant nu är debatten som följt efter artikeln. Artikelförfattarna står fast vid sina resultat och manar andra forskarlag att försöka replikera deras fynd. De bistår gärna med bakterien. Andra forskare påpekar orimligheten i att bakterierna verkligen skulle kunna byta fosfor mot arsenik i DNA och menar att det fanns tillräckligt med fosfor i det salt som tillfördes odlingsmediet. Ytterligare andra menar att artikelförfattarna borde ha använt masspektrofotometri för att verkligen utreda om bakterierna hade bytt fosfor mot arsenik i DNA eller proteiner.

Så vitt jag kan bedöma läget idag så faller bevisbördan tillbaka på artikelförfattarna. Samtidigt vore det intressant om andra forskarlag tar sig ann denna utmaning. Som du mycket riktigt påpekar kan arsenik verkligen ha en biologisk funktion. Det är också ett ämne som har nämnts åtskilliga gånger när det gäller just möjligheter för liv på andra platser än jorden. Om du är intresserad så har [Ed Yong ](http://blogs.discovermagazine.com/notrocketscience/2010/12/10/arsenic-ba...)gjort en uppföljning av den debatt som följde efter den presskonferenspromotade publiceringen av artikeln.

Lägg till kommentar