GFAJ-1

? GFAJ-1
Фото бактерий GFAJ-1, выращенных на мышьяке.
Научная классификация
Царство: Бактерии Тип: Proteobacteria Класс: Gammaproteobacteria Порядок: Oceanospirillales Семейство: Halomonadaceae Род: нет Вид: нет
Латинское название
GFAJ-1
Систематика на Викивидах Изображения на Викискладе

GFAJ-1 — палочковидные экстремофильные бактерии, найденные учёными НАСА в озере Моно, штат Калифорния, США. Бактерии примечательны своей способностью выживать при очень высоких концентрациях мышьяка.

Открытие

Озеро Моно

Микроорганизм GFAJ-1 был обнаружен геомикробиологом Фелисой Вулф-Саймон^[en] из Астробиологического института НАСА в Менло-Парке, Калифорния. Организм был выделен в чистую культуру в начале 2009 года из отложений, которые исследовательница и её коллеги собрали вдоль берега озера Моно. Это гиперсалинное и очень щелочное озеро, в котором имеется одна из самых высоких естественных концентраций мышьяка в мире (200 мкM/л). Об открытии было широко сообщено 2 декабря 2010. Учёными было выдвинуто предположение, что эти микроорганизмы в условиях нехватки фосфора способны замещать его в составе ДНК на мышьяк.

Предположительная структура ДНК бактерии.

Предположения о возможности существования организмов, у которых роль фосфора может выполнять мышьяк, выдвигались и ранее^[1]. Открытие организма, использующего в своей биохимии элементы, отличающиеся от общих для земной жизни углерода, кислорода, водорода, азота, фосфора и серы, могло бы добавить вес гипотезе об альтернативной биохимии и помочь в понимании возможных путей эволюции земной жизни^[2] и в поиске жизни на других планетах^[3].

Однако сообщение о том, что мышьяк может образовывать такие же устойчивые органические соединения, что и фосфор, вызвало волну критики в мировом научном сообществе. В частности, указывалось, что не был проведен рентгеноструктурный анализ ДНК, который смог бы дать точный ответ на вопрос, присутствует ли мышьяк в ДНК бактерии^[4].

Опровержение

Через два года после открытия сразу две независимые группы исследователей опровергли факт существования биологически значимого мышьяка в ДНК бактерии.

Группа под руководством Р. Рэдфилд (Университет Британской Колумбии, Ванкувер, Канада; Принстонский университет, США; Медицинский институт Говарда Хьюза, США) по данным центрифугирования в CsCl-градиенте и масс-спектрометрии не обнаружила мышьяка в ДНК^[5], ковалентно связанного с ней.

Группа исследователей из Института микробиологии Высшей технической школы Цюриха (Швейцария) показала, что даже в условиях недостатка фосфора и избытка соединений мышьяка бактерии до последнего будут использовать фосфор. Если концентрация фосфора падает ниже некоторого предельно допустимого значения, рост бактерий прекращается, и никакой мышьяк помочь им не в состоянии. Органические молекулы с мышьяком действительно могут попадаться в бактериях GFAJ-1, но, как оказалось, эти молекулы образуются абиотическим образом, то есть без помощи бактериальных ферментов, и самой бактерией не используются^[6].

Однако биологический интерес к этой бактерии, возможно, останется, поскольку она отличается исключительной способностью выживать в присутствии ядовитого мышьяка даже после того, как он проник внутрь клетки.

Некоторые СМИ утверждают, что «группа биологов из Ванкуверского университета Британской Колумбии опровергла свои же выводы»^[7][8]. Однако это неверно — открывателями бактерии (и авторами утверждения о наличии мышьяка в ДНК) является группа Ф. Вулф-Саймон, Астробиологический институт НАСА, Калифорния.

В октябре 2012 была опубликована статья, авторы которой показали, что поверхностные белки GFAJ-1 связывают преимущественно фосфаты. Такое поведение наблюдалось даже тогда, когда концентрация арсенатов в среде была в 4,5 тысячи раз больше, чем фосфатов^[9][10].

См. также

• Альтернативная биохимия
• Chrysiogenes arsenatis

Примечания

1. ↑ Пол Дэвис. «Чужие среди своих» — журнал «В мире науки», № 3, март 2008 г.
2. ↑ Алексей Тимошенко Научными сенсациями 2010 года стали «Нобелевка» за графен и жизнь на основе мышьяка  (рус.). Фундаментальные основы жизни. gzt.ru (29 декабря 2010).(недоступная ссылка — история) Проверено 29 декабря 2010.
3. ↑ Бактерии «на мышьяке» могут лучше себя чувствовать на Титане  (рус.). РИА Новости (3 декабря 2010). Архивировано из первоисточника 6 июля 2012. Проверено 4 декабря 2010.
4. ↑ Надежда Маркина Эксперимент по поиску внеземного бюджета  (рус.). Infox.ru (13 декабря 2010). Архивировано из первоисточника 6 июля 2012. Проверено 13 декабря 2010.
5. ↑ Елена Клещенко Две дамы, ДНК и мышьяк  (рус.). Архивировано из первоисточника 9 августа 2012. Проверено 26 июля 2012.
6. ↑ Кирилл Стасевич Опровергнуто существование бактерий с ДНК на основе мышьяка  (рус.). Проверено 26 июля 2012.
7. ↑ Открыватели бактерий, использующих мышьяк, опровергли свои выводы  (рус.). Архивировано из первоисточника 9 августа 2012. Проверено 26 июля 2012.
8. ↑ Открыватели «внеземной» формы жизни опровергли её существование  (рус.). Архивировано из первоисточника 9 августа 2012. Проверено 26 июля 2012.
9. ↑ Биологи попытались окончательно опровергнуть теорию «мышьяковой жизни». lenta.ru (4 октября 2012). Архивировано из первоисточника 8 декабря 2012.
10. ↑ ‘Arsenic-life’ bacterium prefers phosphorus after all. Nature News (3 октября 2012). Архивировано из первоисточника 8 декабря 2012.

Ссылки

Викиновости по теме:
Обнаружены бактерии, использующие вместо фосфора мышьяк

• Д. Сафин. Обнаружена бактерия, которая обходится без фосфора
• Н. Маркина. Ученые доказали мышьяковую жизнь
• Найдены бактерии, которые используют мышьяк вместо фосфора
• Wolfe-Simon, Felisa; Blum, Jodi Switzer; Kulp, Thomas R.; Gordon, Gwyneth W.; Hoeft, Shelley E.; Pett-Ridge, Jennifer; Stolz, John F.; Webb, Samuel M.; Weber, Peter K.; Davies, Paul C. W.; Anbar1, Ariel D.; Oremland, Ronald S. (2010-12-02), Science (AAAS). doi:10.1126/science.1197258 «A bacterium that can grow by using arsenic instead of phosphorus» (англ.)