Eind 2010 zette NASA het internet in beweging toen het een persconferentie opriep om een astrobiologische bevinding te bespreken die de zoektocht naar buitenaards leven zou beïnvloeden. Maar het bewijs werd op aarde gevonden; een bacteriestam in het Californische Lake Mono met arseen in zijn genetische structuur. De ontdekking impliceerde dat het leven zou kunnen gedijen zonder de elementen waar NASA typisch naar op zoek is, voornamelijk koolstof en fosfor. Maar nu daagt een nieuwe studie het bestaan van op arseen gebaseerde levensvormen uit.
Het artikel uit 2010 waarin het leven op basis van arseen wordt aangekondigd, "Arseenetende microben kunnen de levenschemie herdefiniëren", is geschreven door een team van wetenschappers onder leiding van Felisa Wolfe-Simon. De krant verscheen in Wetenschap en weerlegde de lang bestaande veronderstelling dat alle levende wezens fosfor nodig hebben om te functioneren, evenals andere elementen, waaronder koolstof, waterstof en zuurstof.
Het fosfaation speelt verschillende essentiële rollen in cellen: het behoudt de structuur van DNA en RNA, het combineert met lipiden om celmembranen te maken en het transporteert energie in de cel door het molecuul adenosinetrifosfaat (ATP). Het vinden van een bacterie die normaal giftig arseen gebruikt in plaats van fosfaat, heeft de richtlijnen geschud die NASA's zoektocht naar leven op andere werelden hebben gestructureerd.
Maar microbioloog Rosie Redfield was het niet eens met het artikel van Wolfe-Simon en publiceerde haar bezorgdheid als technische opmerkingen in volgende nummers van Wetenschap. Vervolgens testte ze de resultaten van Wolfe-Simon. Ze leidde een team van wetenschappers aan de University of British Columbia in Vancouver en volgde haar voortgang online in naam van open science.
Redfield volgde de procedure van Wolfe-Simon. Ze kweekte GFAJ-1-bacteriën, dezelfde soort die wordt aangetroffen in Lake Mono, in een oplossing van arseen met een zeer kleine hoeveelheid fosfor. Vervolgens zuiverde ze DNA uit de cellen en stuurde het materiaal naar de Princeton University in New Jersey. Daar scheidde afgestudeerde student Marshall Louis Reaves het DNA in fracties van verschillende dichtheden met behulp van cesiumchloride-centrifugatie. Cesiumchloride, een zout, creëert een dichtheidsgradiënt wanneer het wordt gemengd met water en in een centrifuge wordt gedaan. Elk DNA in het mengsel zal zich door de gradiënt nestelen, afhankelijk van de structuur. Reaves bestudeerde de resulterende DNA-gradiënt met behulp van een massaspectrometer om de verschillende elementen bij elke dichtheid te identificeren. Hij vond geen spoor van arseen in het DNA.
De resultaten van Redfield zijn op zichzelf niet overtuigend; één experiment is niet genoeg om Wolfe-Simon's artikel over arseenleven definitief te weerleggen. Sommige biochemici staan te popelen om het onderzoek voort te zetten en willen het laagst mogelijke arseengehalte vinden dat de methode van Redfield zou kunnen detecteren als een manier om precies te bepalen waar arseen uit het GFAJ-1-DNA op een cesiumchloridegradiënt terechtkomt.
Wolfe-Simon beschouwt Redfield's resultaten ook niet als overtuigend; ze is nog steeds op zoek naar arseen in de bacterie. “We zijn op zoek naar arsenaat in de metabolieten, evenals het geassembleerde RNA en DNA, en we verwachten dat anderen hetzelfde doen. Met al deze extra inspanningen van de gemeenschap zullen we volgend jaar zeker veel meer weten. ”
Redfield plant echter geen vervolgexperimenten om haar eerste bevindingen te ondersteunen. 'Wat we kunnen zeggen is dat er helemaal geen arseen in het DNA zit', zei ze. "We hebben ons steentje bijgedragen. Dit is een schone demonstratie en ik zie er geen zin in om hier meer tijd aan te besteden. ”
Het is onwaarschijnlijk dat wetenschappers het bestaan van een op arseen gebaseerd leven overtuigend binnenkort zullen bewijzen of weerleggen. Voorlopig zal NASA haar zoektocht naar buitenaards leven waarschijnlijk beperken tot fosforafhankelijke vormen waarvan we weten dat ze bestaan.
Bron: nature.com
