Había una vez...

...Una bacteria que tenía arsénico en su ADN en lugar de fósforo

Qué tal amigos, no sé si algunos de ustedes recuerden aquella noticia. 

Yo no lo supe hasta unos meses después de que se publicó este descubrimiento. Fue en diciembre de 2010 cuando la NASA reveló que habían descubierto nueva vida: Una bacteria con arsénico en su ADN, una forma de vida "completamente" distinta a la conocida.

Lago Mono en California

¡Vaya!, la NASA. Suena a que descubrieron vida extraterrestre. Siento decepcionarlos pero no, aunque  en su momento fue lo más cercano a la vida extraterrestre que se hubiera encontrado. La verdad era que estaba en nuestro planeta; y sin embargo,  con bloques de la vida diferentes a los conocidos, los que creíamos comunes a toda forma de vida en la Tierra.

Y es que tenía arsénico...  el arsénico no es exactamente algo que te gustaría comer. Tiene una merecida reputación como "veneno poderoso", es extremadamente tóxico; aunque en pequeñísimas cantidades (hablamos de microgramos), cumple algunas funciones biológicas. El arsénico es conocido desde la antigüedad y ha sido usado como arma en guerras, y actualmente contamina el agua de muchas lugares en especial aquellos cercanos a las industrias. 

Entonces quedamos en que el arsénico es lo más antagónico a la vida que un elemento químico puede lograr. Pero, en el Lago Mono en California, Felisa Wolfe-Simon descubrió una bacteria que no solo hace caso omiso a los efecto tóxicos del arsénico, sino que vive prósperamente en él. Incluso podía incorporar el arsénico en sus proteínas y en su ADN, en lugar del fósforo. O al menos, eso se creía.

El descubrimiento fue impresionante y las interpretaciones que tuvo también. Muchos se atrevían a decir que era una forma de vida totalmente diferente. Hasta se suguirió que  la vida nació no una vez, sino dos veces en la Tierra. Pero los resultados no sugerían ello. Para empezar, la bacteria GFAJ-1 (abreviacion de Give Felisa a Job, "dé trabajo a Felisa"), no depende de arsénico. Todavía contiene niveles detectables de fósforo en sus moléculas y de hecho crece mejor en fósforo si tiene la oportunidad. Pero podría prescindir de este, un elemento que se creía imprescindible para la vida. Esta sería una muestra de una habilidad extrema e impresionante.  Otra cosa, es que no pertenece a otro árbol de la vida. De hecho pertenece a un grupo llamado Oceanospirillales, así que pertenece a nuestro mismo árbol de la vida.

Felisa Wolfe-Simon procesando barro del Lago Mono

Pero esto no significa, que el descubrimiento hubiera sido menos extraordinario.

Sabemos que el fósforo es escencial para la formación de la cadena de ADN. Además forma parte del ATP, la molécula energética de las células. El arsénico se sitúa justo debajo del fósforo en la tabla periódica, y por ello, no es de sorprender que usurpe algunos puestos de este en muchas reacciones químicas. El arsénico ha sido pobremente estudiado, aunque se sabe que cuando ocupa el lugar del fósforo, los productos pueden ser muy inestables,esto explica una parte de por qué es tan tóxico. Y sin embargo, las bacterias del Lago Mono han encontrado una forma de burlar estos efectos.

Y tienen razones para hacerlo,ya que el lugar donde vive es un lago aislado. Todo lo que llega al lago, incluyendo metales, se queda allí. Por ello es uno de los que posee enormes concentraciones de arsénico.

Y bueno, ¿qué fue de este descubrimiento desde entonces?

Inicialmente fue publicado en la prestigiosa revista Science, y está disponible al público aún, aquí dejo el enlace: http://www.sciencemag.org/content/332/6034/1163.long

Al parecer el trabajo de  la geomicrobióloga Felisa Wolfe-Simon estaba financiado con fondos de la NASA através del Programa de Astrobiología, y fueron ellos los que se encargaron de hacer pública la noticia. Quizá se exageró un poco, no lo sé; pero la conferencia fue duramente criticada en los días posteriores por muchos científicos e incluso respondieron a muchas dudas en una publicación.

Y es que un descubrimiento de esta magnitud, no puede ser tomado tan a la ligera. O sea, con sólo ver que una vez se obtuvo esos resultados, se van a aceptar así sin más. Sabemos que un buen método científico tiene la característica de ser reproducible. Así que al haber dudas sobre los resultados expuestos en el trabajo de Wolfe-Simon, un grupo de científicos liderado por Rosie Redfield, decidieron reproducir el experimento. Lo intentaron, pero no  lograron obtener los mismos resultados. Los autores originales del trabajo alegaban la claridad de su metodología y los cuidados que tuvieron con la contaminación con fósforo. No dudaban de sus conclusiones. Así siguió el tema, tan controversial por un tiempo.

Finalmente, a mediados del 2012,  luego de haber sido discutido durante mucho tiempo, las reglas químicas de la vida se mantienen intactas.  El veredicto oficial: una bacteria tolerante al arsénico encontrada en el Lago Mono de California no puede vivir sin fósforo. Los artículos que dan prueba de esto se encuentran alojados en la página de la revista Science, aquí los enlaces: http://www.sciencemag.org/content/337/6093/470 y http://www.sciencemag.org/content/337/6093/467.

Redfield y sus colaboradores informaron que cuando las bacterias GFAJ-1 se cultivaron en un medio que contenía arsénico y una cantidad muy pequeña de fósforo, su ADN no contenía compuestos de arsénico detectables, tales como arseniato (el análogo de arsénico del fosfato). En el segundo artículo, Julia Vorholt, una microbióloga en el Instituto Federal de Tecnología de Zurich, Suiza, y sus colegas informan que la bacteria no puede crecer en un medio libre de fósforo en presencia de arseniato. Sí puede, sin embargo, crecen en condiciones de bajo fosfato en presencia de arseniato. GFAJ-1 "es un arseniato resistente, pero sigue siendo una bacteria fosfato-dependiente", escribe el equipo. En una declaración, Science, dijo: "La nueva investigación muestra que GFAJ-1 no rompe las reglas de larga data de la vida, al contrario de cómo Wolfe-Simon había interpretado los datos de su grupo."

Bacterias GFAJ-1, fotografía de microscopio electrónico.

La historia de GFAJ-1 está lejos de terminar. Las preguntas clave son: ¿cómo estas células crecen en concentraciones letales de arsénico Y ¿ a dónde va el arsénico? Estas preguntas aún estan siendo investigadas, y estoy seguro que las respuestas abrirán las puertas a muchas aplicaciones, alguna de ellas dirigida a reducir la contaminación y así evitar los daños a la naturaleza y el ser humano.

 
Hasta aquí el post, espero que les haya gustado.

Hasta la próxima!


Para más información:

http://www.sciencemag.org/content/332/6034/1163.long
http://www.sciencemag.org/content/337/6093/470 
http://www.sciencemag.org/content/337/6093/467
http://www.guardian.co.uk/science/2010/dec/02/nasa-bacteria-arsenic-phosphorus
http://www.bbc.co.uk/news/science-environment-18770964
http://www.huffingtonpost.com/2010/12/02/nasa-new-life-arsenic-bacteria_n_791094.html
http://news.nationalgeographic.com/news/2010/12/101202-nasa-announcement-arsenic-life-mono-lake-science-space/
http://phys.org/news/2010-12-critics-nasa-arsenic-bacteria.html
http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2010/02dec_monolake/
http://arstechnica.com/science/2010/12/bacteria-can-integrate-arsenic-into-its-dna-and-proteins/
http://www.sciencenews.org/view/generic/id/66953/description/Bacterium_grows_with_arsenic
http://www.nature.com/news/arsenic-life-bacterium-prefers-phosphorus-after-all-1.11520