La NASA ens canvia la Vida

Aquest 2 de desembre de 2010 serà recordat com el dia en què ha caigut un dogma de la Biologia.

La revista Science (permeteu-me que em salti el clàssic adjectiu “prestigiosa”) publica al número d’aquesta setmana un article que suposa una revolució per a la bioquímica. Investigadors de la NASA ho han anunciat aquesta tarda en una conferència de premsa a la seu de l’agència espacial. Podeu veure més detalls del comunicat oficial de l’organisme en aquest enllaç.

La seva recerca suposa un canvi de paradigma pel que fa al que sempre havíem pensat sobre la vida. Fins ara, tots (i ho remarco, TOTS) els éssers vius que coneixem presenten els mateixos components bàsics: carboni (C), hidrogen (H), oxigen (O), nitrogen (N), sofre (S) i fósfor (P). Doncs bé, l’equip dirigit per Felisa Wolfe-Simon ha identificat un bacteri que no necessita el fósfor per a sobreviure, sinó que el pot substituir per arsènic (As).

El llac Mono, a Califòrnia. (Matt Frederick, Wikimedia)

El plantejament de base de l’equip que ha fet la descoberta era justament aquest: intentem identificar alguna forma de vida que suposi una excepció a la regla, que pugui funcionar d’una manera diferent a com ho fa tota la resta d’éssers vius. El lloc ideal per anar a buscar aquest ésser era el llac Mono, que es troba a l’est de l’estat de Califòrnia. Aquest llac presenta un ambient molt bàsic, i recull grans quantitats d’arsènic de les muntanyes del voltant. L’alta disponibilitat d’aquest element en lloc del fósfor va fer pensar als científics que potser alguns dels seus éssers vius  podien utilitzar-lo com a susbstitut.

Una molècula de DNA. Els fosfats del seu "esquelet" apareixen en color crema (P) i vermell (O)

Un cop recollides les mostres in situ, van introduir-les en un medi de cultiu que reproduïa les condicions del llac al laboratori. Hi havia, doncs, riquesa d’arsènic i disponibilitat de tot tipus de nutrients. Excepte un: el fósfor. Van comprovar llavors que en aquest ambient hostil per a qualsevol altre organisme, alguna cosa hi podia crèixer. Una anàlisi més a fons va permetre comprovar que realment la soca GFAJ-1 (així s’anomena el bacteri en qüestió, de la família Halomonadaceae) absorbia l’arsènic del medi. A més, gràcies al marcatge radioactiu d’aquest element, es va veure que s’associava al DNA genòmic. Allà, l’arsènic hi feia la mateixa funció que el fósfor: actuava com una peça essencial de l'”esquelet” de la doble hèlix del DNA, com es veu a la figura.

La raó per la qual aquesta substitució és possible és senzilla: l’arsènic i el fósfor són dos àtoms molt semblants. De fet, formen part del mateix grup (la mateixa columna) de la taula periòdica, fet que ens indica que comparteixen moltes característiques. Són d’una mida força semblant, de manera que poden ser difícils de distingir per part de les cèl·lules. Aquesta semblança també explica perquè l’arsènic resulta tòxic per a la majoria d’organismes.

P i As comparteixen grup a la taula periòdica, juntament amb nitrogen (N), antimoni (Sb) i bismut (Bi)

Perquè tot i que en el cas del proteobacteri GFAJ-1 la substitució dels fosfats del DNA no en suposa la mort, l’ocupació per part de l’As d’aquesta posició suposa debilitar l’estructura de la molècula, fent-la mes fràgil (tal i com ha explicat aquest vespre el químic orgànic Steve Benner). I ja us podeu imaginar que un DNA fràgil no contribueix precisament a garantir la supervivència del seu hoste…

Aquesta fragilitat, però, s’ha comprovat en temperatures pròpies del nostre planeta. Aquesta delicadesa probablement es reduiria a temperatures molt inferiors, com les que es poden trobar a Tità, el satèl·lit de Saturn les característiques del qual han fet pensar sovint en la possibilitat que pugui allotjar vida.

I així s’explica també que aquesta recerca s’hagi dut a terme a la secció d’Astrobiologia de la NASA, dedicada a intentar localitzar pistes de l’existència de vida extraterrestre. Tot i que investigacions com la que avui us porto estiguin aparentment desconnectades d’aquest objectiu, cal tenir en compte que el primer pas per saber si hi ha vida “allà fora” és entendre a fons la vida “aquí dins”. Això inclou, per exemple, entendre’n l’origen, però també identificar possibles variants del que avui coneixem com a vida. Entre altres conseqüències,  la possibilitat que el DNA (i altres molècules com l’ATP, responsable de l’emmagatzematge d’energia) es basi en l’arsènic ja es comença a considerar un element a tenir en compte a les escales d’habitabilitat que la NASA desenvolupa (com detallava aquesta tarda Pamela Conrad).

 

Una micrografia de la soca GFAJ-1

  • Aquí hi trobareu l’article original a Science (només per a ordinadors amb accés).
  • Nature també ha publicat ja la notícia (i aquí teniu la seva traducció al castellà a Ciencia Kanija), on detalla més el conjunt de proves que han dut els investigadors a pensar que realment som davant d’una autèntica novetat.
  • Us deixo també l’article del Pepquímic, que ha començat la feina abans i tot que acabés la conferència de premsa, que es podia seguir en streaming.
  • I aquí teniu les visions de dos del blogs de la secció de Ciència de l’Ara: Centpeus i Laetoli (actualització).

I com que cal ser justos, donem crèdit a en José Manuel Goig (@jmgoig a Twitter) per avisar-nos de la conferència, i a en Javier del Campo (@fonamental) per posar-me sobre la pista de quin seria l’anunci concret que s’hi faria.

El proteobacteri GFAJ-1 és, ja us ho podeu ben creure, un element que esmicola bona part del que consideràvem segur, i que obre la porta a una redefinició—si més no parcial—de la VIDA.

Anuncis

9 comentaris

Filed under Astronomia, Biologia, Notícies, Química, Recerca

9 responses to “La NASA ens canvia la Vida

  1. Com ens alegra veure representació catalana a la xarxa en la divulgació científica.

    Magnífic blog;) Salut!

    • icientificats

      Hola nois. Gràcies, i enhorabona també pel vostre blog. El vaig descobrir gràcies a RAC1.
      Benvinguts, i espero que aneu passant per aquí, com faré jo pel “Va de Ciència”.

  2. jordi

    Com mes sabem, mes ignorants som! Ara que s’ha fet aquest nou descobriment, importantisim, s’haura de replantejar les bases de la vida, com expliques a l’article, pero aixo deixa les portes obertes a un “estil” de vida completament diferent a com el coneixiem, si mes no als ulls d’un inexpert en la materia com soc jo. Perque si be hi ha un esser viu que ha aconseguit substituir un element indispensable per a la vida per un de tóxic, també podria ser possible que un altre esser viu hagi substituit dos elements, o tres, o be tots? I que aquests nous elements que formen vida, poden ser tóxics, com en el cas que ens expliques!
    En fi, de moment amb aquest descobriment s’haura de replantejar les condicions indispensables per a trobar vida en d’altres planetes!!
    Per cert, molt bon article!

    • icientificats

      Efectivament Jordi, això ens obliga a modificar tot el que sabíem de la vida. Poden aparèixer encara formes noves, que es carreguin les idees que teníem per absolutament segures. El gran avantatge de la ciència és aquest: res és inamovible. I sempre hem d’anar un pas més enllà…
      La idea de canvis similars en altres elements indispensables ja ha sorgit algun altre cop, sobretot amb el carboni (la base de la química orgànica), que podria ser substituit pel silici, que també es part del mateix grup a la taula periòdica (com passa amb P i As). S’apunta, però, que els enllaços que formarien els àtoms de silici són més “rígids” que els del carboni, i això ho faria inviable. De moment tot és teoria, i només en aquest cas s’ha vist la realitat del canvi possible.
      A partir d’ara caldrà estar molt atents a descobriments d’aquest tipus.
      PD: M’encanta la frase inicial del teu comentari, per això te l’he posat en negreta, i passa a formar part del “Hall of Fame” particular del blog i de la pàgina de FB.

  3. Cnidari

    M’encanta com ho has explicat, dilluns ho passo als meus alumnes de 4t d’ESO…com tu dius, un dogma acaba de deixar de ser-ho, bona oportunitat per que s’adonin què en ciència mai hi ha veritats absolutes.

    • icientificats

      Moltes gràcies per la felicitació. Espero que et resulti útil a classe, i sobretot que als teus alumnes els agradi i els faci pensar.

      He de dir, però, que ja han aparegut crítiques al rigor de l’article, i gent molt poc convençuda dels resultats. Un exemple el tens aquí. En tot cas, com dius, no hi ha veritats absolutes, i sí bones discussions.

  4. Retroenllaç: L’Arsènic substitueix al Fósfor « LLuna de foc

  5. Retroenllaç: 2010: Diversos resums en un resum | iCIENTIFICats

  6. Retroenllaç: Arsènic per compassió - Ara.cat

Deixa un comentari

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

Esteu comentant fent servir el compte WordPress.com. Log Out / Canvia )

Twitter picture

Esteu comentant fent servir el compte Twitter. Log Out / Canvia )

Facebook photo

Esteu comentant fent servir el compte Facebook. Log Out / Canvia )

Google+ photo

Esteu comentant fent servir el compte Google+. Log Out / Canvia )

Connecting to %s