Bakterie arszenikowe: odpowiedź zespołu badawczego na polemiki

Po deszczu krytyki, jaki spadł na autorów badania nad bakterią, która miałaby być zdolna do zastępowania fosforu w swoich molekułach przez arszenik, ekipa ta w końcu zdecydowała się odpowiedzieć na stawiane jej zarzuty. Jak naukowcy wyjaśniają, ich praca jest dobra, ale nie jest ukończona. I, dodają, mają zamiar kontynuować ten projekt, w nadziei, że liczne laboratoria także zainteresują się tą kwestią.

Bakteria arszenikowa w dalszym ciągu wywołuje poruszenie w świecie biologii, ale także społeczność internetowa wydaje się być bardzo żywo zainteresowana. Agencja amerykańska NASA wywołała wielkie zamieszania wokół konferencji prasowej, która dotyczyła „życia pozaziemskiego”.

W końcu, to tylko maleńka bakteria, jak najbardziej ziemska, została zaprezentowana przez badaczkę Felisę Wolfe-Simon, która pracuje w U.S. Geological Survey, w dniu 2 grudnia 2010 roku, w tym samym czasie zresztą, kiedy ukazał się artykuł naukowy na ten temat w przeglądzie naukowym Science. W ten oto sposób pojawiła się nowa gwiazda: GFAJ-1.

Jest to zwykła bakteria, już znana, odkryta w alkalicznych osadach jeziora Mono, naturalnie bogatych w arszenik. Ale, bakteria ujawniła wyjątkowy dar: dar rozwijania się w środowisku pozbawionym fosforu, ale zawierającym arszenik. Analizy przeprowadzone przez autorów wykazały, że ten arszenik jest związany z DNA i z proteinami.

Stąd więc konkluzja, że jeśli bakteria jest w stanie się namnażać, a więc wytwarzać kwasy nukleinowe oraz białka, podczas gdy nie ma do dyspozycji fosforu, to dlatego, że jest ona zdolna zastąpić ten atom przez arszenik (obecny w postaci arsenu), który ma w rzeczywistości podobne właściwości chemiczne (znajduje się w tej samej kolumnie co fosfor w tablicy okresowej pierwiastków).

Komunikowanie: trudna sztuka dla naukowca

Takiej wymiany jeszcze nigdy nie zaobserwowano i wydaje się ona dosłownie zaskakująca nawet dla biochemika. Życie stosuje pewną liczbę atomów, w pierwszym rzędzie atomy węgla, wodoru, tlenu, azotu i fosforu. Możemy je odnaleźć jako składniki kwasów nukleinowych – DNA, RNA – a także białek, cukrów oraz tłuszczów, chemicznie powiązanych ze sobą w ten sam sposób, niezależnie od tego, czy chodzi o bakterie, wirusy, kraby, ludzi, algi czy też jeszcze sekwoje.

Reakcje naukowców były na początku zaznaczone sceptyzmem, co jest zresztą logiczne. Tak było w przypadku egzobiologa, Andre Bracka, który zresztą już się wypowiedział na ten temat. A sposób, w jaki nowina ta została przedstawiona, tak szeroko rozpowszechniona w mediach, także przyczynił się do wywołania fali krytyki.

Agencja NASA broniła się przed oskarżeniami, a komentarza mnożyły się w internecie, podczas gdy zespół badawczy odmawiał wypowiedzi, a nawet wyjaśnień przed dziennikarzami. Zdaniem autorów badania, ta praca naukowa powinna być krytykowana w sposób naukowy...

W końcu, pani Felisa Wolfe-Simon musiała wyjść na scenę. Najpierw został opublikowany komunikat, w postaci pytań-odpowiedzi, pytań, które publicznie postawili inni naukowcy. Badaczka następnie zgodziła się na wywiad dla naukowego przeglądu Science, który został opublikowany na stronie internetowej czasopisma.

Pani Felisa Wolfe-Simon zwierza się, że życie dla niej bardzo się skomplikowało od czasu konferencji prasowej amerykańskiej agencji NASA. Jej zdaniem, był to dobry środek rozpowszechnienia tej wiadomości. Wydawało mi się, że to dobrze, że moja matka może zrozumieć, czego dokonałam, podsumowuje Felisa Wolfe-Simon.

Pani Felisa Wolfe-Simon potwierdza, że jej współautorzy i ona sama, chcieliby podyskutować więcej nad technicznymi szczegółami swojej pracy jedynie w obliczu swoich kolegów. I tak właśnie zrobili, przesyłając dodatkowe dane wszystkim tym, którzy o to prosili. Pani Felisa Wolfe-Simon przyznaje także, że jest już tym wszystkim zmęczona…

Rezultaty do sprecyzowania

Na pytanie, dlaczego zespół naukowców pani Felisy Wolfe-Simon nie zrealizował analiz pokazujących niezbicie, że arszenik został dosłownie zintegrowany przez bakterie wewnątrz nawet cząsteczek DNA, na miejscu atomu fosforu, badaczka odpowiada, że takie testy zostały oczywiście przeprowadzone. Dały one rezultaty niezwyczajne, których nie potrafimy wyjaśnić, podkreśla pani Felisa Wolfe-Simon.

Autorzy więc zdecydowali się opublikować je mimo wszystko, aby sprowokować inne ekipy naukowe do współpracy i popchnąć analizy nieco dalej. I tak się właśnie zaczyna dziać, zdaniem pani Felisy Wolfe-Simon.

W swoim komunikacie pytania-odpowiedzi, autorzy powracają do krytyki technicznej, która odnosiła się do możliwych błędów w oczyszczaniu DNA (zaobserwowany arszenik miałby więc pochodzić ze środowiska). Argument ten został odrzucony, głównie dlatego, iż doświadczenie oparło się na trzech różnych analizach.

Niektórzy wątpią nawet w samą możliwość, że łańcuch, taki jak w DNA, może być wystarczająco solidny, kiedy wiązania fosforowe są zastąpione przez arszenik. Autorzy przyznają, że jest to bardzo interesująca kwestia...

Czy mogłoby być po prostu tak, że była bardzo mała ilość fosforu w środowisku, nawet w postaci zanieczyszczeń? Nie, odpowiadają autorzy badania. Bakterie nie rozwijały się w ogóle na tym podłożu przy braku bądź fosoranu, bądź arsenu.

Konkluzja autorska? Niech inne zespoły badawcze podjemą - bądź kontynuują - tę pracę, niezależnie albo na pobranych przez tę ekipę próbach. Tak więc, ciąg dalszy nastąpi...