Arsènic per a la vida

Arsenic Lifeform.jpgA la pel·lícula “El presidente y Miss Wade”, en Michael Douglas feia d’un president dels Estats Units que acabava embolicant-se amb l’Annette Bening. Quan arriba l’escena en que s’han de ficar al llit per primera vegada, al president li agafa un atac de nerviosisme, típicament masculí, i li puntualitza que “les expectatives que ella pugui tenir, tenint en compte que ell és l’home més poderós del món, doncs que recordi que això només és una distinció política i…”

I és que això de crear grans expectatives acostuma a resultar en decepcions. Passa en llibres, pel·lícules i fins i tot persones de les que potser hauries valorat més les virtuts si no n’haguessin parlat tant. Doncs diria que el mateix li va passar ahir a la NASA.

Realment va crear moltes expectatives. Dilluns va convocar una roda de premsa per fer un anunci “de gran importància en la recerca de vida extraterrestre”. Home! Que la NASA digui això fa pensar com a mínim que han trobat algun organisme alienígena. Potser no hem contactat amb homenets verds, però un simple bacteri extraterrestre ja seria una bomba.

Però quan va arribar l’hora de la veritat, amb conferència de premsa emesa en directe per la xarxa, la notícia va causar un cert desencís. Una llàstima, perquè el descobriment és històric. Farà canviar els llibres de text i ens mirarem la vida d’una altra manera des d’ahir. Però amb les expectatives que van aixecar, sembla que la cosa sigui un bluf. Crec que haurien d’haver-ho anunciat amb menys rebombori.

El que han descobert no és cap bacteri extraterrestre (com en alguna noticia s’anuncia) sinó un d’aquí de la Terra. Un bacteri, anomenat GFAJ-1 que creix en un llac de Califòrnia i que tenen una particularitat mai vista fins ara: “Poden substituir el fòsfor per arsènic en les seves biomolècules”. No sembla una gran bomba informativa, oi? Doncs creieu-me, ho és. Però és una bomba encara a nivell molt acadèmic i que requereix unes quantes explicacions. No és la troballa d’un alien com esperàvem i la NASA semblava suggerir.

Quan s’estudia la vida una de les coses que més gràcia fan és que malgrat les immenses diferències que hi ha en formes, mides i estils de vida, la base química que tenen tots els organismes de la Terra és gairebé la mateixa. Des de les balenes fins els bacteris, les reaccions químiques que passen són les mateixes o molt semblants. El DNA, codificat amb el mateix codi genètic, és la molècula que fem servir per guardar la informació genètica. Les proteïnes, fetes amb els mateixos aminoàcids, son les peces amb que construïm els cossos. Els sucres els cremem per obtenir energia i molècules més especialitzades com una anomenada ATP és la que fem servir tots per transferir energia.

I tot aquest ventall és fa combinant uns pocs àtoms. Malgrat que hi ha molts elements químics disponibles a la natura, la vida, tal com la coneixem (coneixíem) es basa en sis tipus d’àtoms. Els estudiants fan servir la paraula CHONPS per recordar que la vida es basa en Carboni, Hidrogen, Oxigen, Nitrogen, Fòsfor i Sofre. Notareu que la P correspon al fòsfor perquè P és el seu símbol químic (per Phosphorus).

El fòsfor és un dels imprescindibles i forma part del DNA, del RNA, de l’ATP, i de molts processos biològics. És molt freqüent que es faci servir com “interruptor” i hi ha proteïnes que estan inactives i que comencen a funcionar quan fa falta simplement enganxant-hi un grup fosfat. Per això els fosfats són importants com fertilitzants. Les cèl·lules necessiten fòsfor, normalment en forma de fosfats, per sobreviure.

Doncs el que han descobert és un bacteri que pot sobreviure fent servir arsènic enlloc de fòsfor. No és només que pugui sobreviure en un indret amb arsènic. Aquest bacteris poden fer servir arsènic enlloc de fòsfor per fabricar coses com el DNA. Enlloc d’ATP (per adenosín trifosfat) fan ATAs (per adenosín triarseniat). Mai havíem vist una molècula de DNA que fos diferent de les altres. Però ara n’hem trobat una que funciona amb una química diferent.

Després venen els detalls. El bacteri fa servir preferentment el fòsfor, però si només té arsènic, doncs l’incorpora. Això vol dir que tindrà un metabolisme, uns enzims, ben particulars. L’arsènic per nosaltres és un verí perquè s’assembla força al fòsfor. Si el mengem, pot  ocupar el seu lloc, però aleshores fa que la nostra maquinària bioquímica deixi de funcionar. En canvi, aquests bacteris han trobat la manera de sortir-se’n, incorporar-lo i seguir funcionant. Per tant, si volem buscar vida extraterrestre, fins ahir, un indret sense fòsfor i amb arsènic l’hauríem considerat poc prometedor. Però ara l’arsènic acaba d’incorporar-se als elements que poden sustentar la vida. Tenim al davant tota una nova química de la vida, amb la que fins ara només especulàvem.

Com a biòleg ho trobo extraordinari. Els editors de llibres de ciències ja poden començar a reescriure alguns capítols. I això té moltes implicacions alhora de buscar vida fora a l’espai. No tinc dubtes que pot ser el descobriment de l’any. Però la manera com la NASA va fer l’anunci potser va ser una mica massa desmesurada. Que faran el dia que finalment trobin un organisme alienígena?

Actualització (per si algú arriba despistat aquí): Al repetir els estudis altres grups, la hipòtesi de l’arsènic finalment s’ha descartat. Sembla que era contaminació de les mostres, que no les havien netejat prou bé. Per tant, haurem de seguir amb el DNA normal i afegirem un altre element a a la llista de teories fabuloses que hem acabta per descartar 

25 comentaris

  • Daniel Closa

    16/12/2012 0:34

    Esther. He he. Tens tota la raó. De fet, de com va progressar aquest tema n’he parlat alguna altra vegada I precisament en la línia que apuntes.

    http://ciencia.ara.cat/centpeus/2010/12/21/larsenic-i-larca-de-lalianca/

    http://ciencia.ara.cat/centpeus/2012/06/11/descartant-experiments/

    Però afegeixo una notal al final per si algú arriba despistat i pensa que la cosa va quedar sense desmentir-se.

  • Esther

    16/12/2012 0:02

    Daniel, potser cal dir en el post que actualment les conclusions d’altres investigacions refuten els resultats de l’estudi del bacteri que pot sobreviure fent servir arsènic enlloc de fòsfor. El primer estudi va desencadenar una controvèrsia en la comunitat científica i després d’una allau de crítiques, Science va publicar dues investigacions independents que refuten totalment la teoria i confirmem que l’arsènic, per si sol, no és suficient per permetre que els bacteris creixin. Aquests estudis no han trobat evidència que les molècules d’arsènic hagin reemplaçat al fòsfor en l’ADN del bacteri. Per tant sense canvis en els fonaments de la vida. De tot aquest camí, el millor ha estat demostrar que el procés científic és essencialment d’autocorrecció, i els investigadors hem de replicar els resultats de les investigacions que es publiquen.

  • Daniel Closa

    10/12/2010 9:53

    Si que es cert que l’anunci segurament va ser prematur (i per descomptat exagerat). La contaminació per arsenic és la primera possibilitat que havien de tenir en compte. La qüestió és si es van assegurar prou be d’haver eliminat l’arsenic acumulat i realment estat incorporat (que són coses que s’assemblen, però són molt diferents).
    Al final, el que cal es esperar treballs d’altres grups i amb altes tècniques. Així es podrà confirmar o descartar.
    Com aquests dies es repeteix molt. “Afirmacions extraordinàries requereixen proves extrardinàries” I aquesta vegada, tenim molts indicis, però una demostració extraordinària jo diria que encara no.

  • Santi Galan

    10/12/2010 9:24

    Interessant rèplica criticant la metodologia utilitzada a l’experiment.

    http://amazings.es/2010/12/08/arsenicleaks-la-vida-a-base-de-arsenico-hace-aguas/

    Sens dubte, la ciència i la seva natura falsable és dels millors invents de la humanitat. :)

  • Daniel Closa

    09/12/2010 1:17

    En principi es un bacteri terrestre. La NASA es va passar molt parlant de coses extraterrestres. De fet esta catalogat com pertanyent a la família de les halomonadàcies,
    http://en.wikipedia.org/wiki/Halomonadaceae
    que son bacteris que poden créixer en ambient molt rics en sals (per això es diu que són extremòfils).
    Aquest és un bitxo raro, però d”un bacteri extraterrestre en principi esperaríem moltes més diferències.

  • mohamed Yattaoui aikar

    08/12/2010 22:17

    De quina família és aquest bacteri? no podria ser que aquest bacteri es extraterrestre? cada any entre a la nostra atmosfera milions de tones de pols i altres partícules. podria ser que aquest bacteri fa uns quants milions d’anys va arribar a la terra? no seria considerat una arqueobacteri? viu en condicions extremes… s’ha de saber la procedència d’aquest bacteri, dic jo…

  • Daniel Closa

    08/12/2010 21:09

    Tal com alguns comenteu, sembla clar que el més interessant és esbrinar com coi s’ho fa aquest bitxo per incorporar l’arsenic i mantenir les molècules estables. Això requereix que un munt d’enzims funcionin diferent dels de la resta dels organismes coneguts.
    I abans que res, caldrà esperar a que algun altre grup confirmi l a troballa, preferentment amb tècniques diferents. Que de grans descobriments que després resulten ser una mala interpretació de les dades n’hi ha uns quants exemples.

  • XeXu

    04/12/2010 13:18

    Realment les implicacions són moltes. A tot això, a mi m’ha interessat saber com s’ho han fet aquests bacteris per poder fer la substitució i no patir-ho. Està clar que pel ‘ritme de vida’ dels bacteris, si algú se n’havia de sortir havien de ser ells. Però quines modificacions presenten en la seva maquinària que els permeten fer servir arsènic, com s’ho fan perquè no els perjudiqui? Si els àtoms s’assemblen tant, seria possible pensar que amb certes modificacions genètiques nosaltres podríem tolerar l’arsènic? Suposo que no parlem només d’un parell de gens, que es deu tractar d’una adaptació global, però coses més rares s’han vist!

  • Laia B.

    03/12/2010 19:57

    Uau! És molt interessant! Arsenització i desarsenització, però, és més complicat de dir
    :-P

    Els hi seguirem la pista!

  • Gerard (Yeral Bròquil)

    03/12/2010 19:18

    Aquests de la NASA s’han lluït amb el màrketing! Però em sembla, tot i això, un gran descobriment que pot canviar els llibres de text de bioquímica! Lenhinger, vagi preparant la 26ena edició (o la que sigui…).
    Salutacions!

  • El Toni

    03/12/2010 19:00

    El millor de tot, i amb això, estic totalment d´acord amb Daniel, és que la notícia, ho és, per la possibilitat de que estiguem davant d´un cas de vida extraterrestre.

    I jo afirmo (afirmen) i em pregunto?

    L´ arsènic substitueix el fòsfor a l´estructura del DNA .

    L´ arsènic és estable dins aquest microorganisme.

    Nosaltres no tolerem l´arsènic per falta d´estabilitat. Ho destrueix tot al seu pas.

    Perquè no estudiar els mecanismes metabòlics i elements metabolits, que ajuden aquest microorgaisme a abastir-se d´arsènic en un medi pobre o nul de fòsfor i quedar-se tant “pancho”?

    Segur que ho faràn, ara bé, el tema extraterrestre, em sona a buscar publicitat, i darrera d´aquí buscar finançament.

    És com treballa part de la ciència d´avui en dia, ho surts a la TV o no ets res.

  • Brian

    03/12/2010 17:58

    Doncs tenint en compte que no deixa de ser un tema només per a (relativament) iniciats, déu n’hi do el rebombori que s’ha organitzat. Sort que n’hi ha que s’ho prenen amb conya. ;-)

  • Clidice

    03/12/2010 15:02

    Ja t’ho han dit i tu mateix també ho has fet. Entre la wikilik i la nasa em sembla que el millor serà fer uns dies de repòs de tanta informació cabdal (ehem) per la meva existència. Bon aqüeducte! :)

  • Daniel Closa

    03/12/2010 11:17

    Sergi. L ainformació addicional va ser l’aricle, que ahir es va penjar a la web de “Science”. Allà es veuen els experiments i exactament el que han vist. Per exemple, si fan crèixer els bacteris amb arsènic radipoactiu veuen qu ela radiaoactivitat s’incorpora a les fraccions d’àcids nucleics, nucleòtids i de preoteïnes. I de le sproteines, s’uneix a les serines, tirosines i treonines, de manera que sembla que actua igualet que els grupo fosfat. Però quin enzim ho fa i com encara no hi ha res.
    Amb el DNA passa una cosa similar. Han detectat enllaços Arsenic-oxigen-carboni equivalents als fosfor-oxigen-carboni del DNA. Total, que de moment tenim una imatge global del que fa, però quasi res dels detalls de com ho fa.

    David Vidal. hehe. Jugar amb la tabla perodica per veure quines combinacions d’elemtns permeten els requisits necessaris per la vida (tius enllaços ni massa forts ni massa febles, posibilitat de cadenes laterals i tot això) és un exercici interessant. I des d’ahir encara molt més!

  • David Vidal

    03/12/2010 11:06

    Una noticia molt interessant. Probablement si trobessin vida FORA de la Terra, farien que s’enterés fins a l’últim mico. A no ser que no els hi interessés… que també podria ser…

    A mi lo que m’ha recordat tot plegat ha estat la pel·licula Evolution. Força distreta, i amb un argument que te una premisa força curiosa. Organismes amb base del Nitrogen en lloc del Carboni (basicament, el que fan es moure tots els requisits 1 columna cap a la dreta a la taula periòdica) Lo únic que no tenien gaire en compte és que el Nitrogen no és SOLID, però com a exercici de amplitud de mires, no està malament (i per riure també)

  • Sergi Codina

    03/12/2010 11:03

    Primer de tot, felicitats per la iniciativa us desitjo molta sort!

    I entrant en matèria, sóc estudiant de segon de medicina i ara mateix estic estudiant una infinitat de processos mediats no només per ATP, sinó per dependéncia de fosforilació o defosforilació, per AMPc i demés…. he d’entendre que en aquestes bacteries se substitueix el fosfor per arsénic i que per tant tindrem, com ja has dit, ATAs però també AMAc i processos controlats per arsenilació i desarsenilació (potser acabo de crear un nou terme científic jeje). Perque a més has dit que segueixen utilitzant fósfor pel que voldria dir que haurien de tenir enzims capacitats per fer les dues coses, no?

    No sé si la NASA després d’alertar-nos del inici de la guerra dels móns, va facilitar quelcom més d’informació… tú que en saps, Dani?

  • Laia Olmo

    03/12/2010 10:33

    Jajajajajaja Perdona Dani, ja m’he liat… volia dir silici pero he escrit silicona :D … quin cap el meu… La neurona que es va aprendre la taula periodica esta adormida zZzZzZzZ

    apa, que passis un bon dia! ;)

  • Daniel Closa

    03/12/2010 10:10

    Laia. És que tal com es donava la notícia al principi, realment semblava que era un organisme extraterrestre. Llàstima, perquè és un descobriment històric. Ha caigut una mena de “dogma” de la biologia, que no és poca cosa.
    Però al tanto! El nou bacteri també te una vida basada en el carboni, com nosaltres. La diferència està en el fòsfor. Si mires la tabla periòdica veuràs que l’arsènic està just a sota del fosfor. Això vol dir que tenen moltes propietats en comú. Però també hi ha diferències. Unes diferències que a nosaltres ens resulten letals i a aquest bacteri li donen igual.
    I certament, ara encara buscaran amb més ganes formes de vida basades en el silici (no en la silicona, que aquesta és per fer pròtesis mamàries i similars! :D )

  • Laia Olmo

    03/12/2010 9:58

    La veritat és que jo pensava que aquests bacteris eren de Mart. Quan veus les noticies tot esmorzant i mig clapada no t’enteres de la meitat. Aixi que quan llegeixo el teu post m’he sentit enganyada. :(

    Quan es diu alienigena o extraterrestre, tothom assumim que és extra-terrestre, o sigui, de fora del nostre planeta. No de California. California, senyors de la NASA, esta a un pam dels seus ignorants nassos (per no dir coses més burdes) i no és, per res, extra-terrestre. Potser la Estepa Siberiana sí que és alienigena per ells, però està a Siberia, home. No a Alpha Centauri.
    Molta titulitis pero els pot la “fanfarritis”: fer el fanfarró amb fanfàrria…

    Biològicament parlant és un descobriment sorprenent. La nostra vida, basada en el carboni, no acceptaria gaire bé l’arsènic… que no s’enterin els Bòrgia, per Déu…

    Això sí, si em diuen que han descobert una forma de vida basada en la silicona, ja seria tota una fita! Això sí que seria alienigena i no l’homo-antecesor!

  • Daniel Closa

    03/12/2010 9:35

    Jordi Carrera. Justament una de les coses importants és que aquest bacteri acaba de multiplicar el nombre de planetes susceptibles.
    Pel que fa a la definició. Bé, jo m’entusiasmaré igual si trobem una molècula replicadora del tipus que sigui. Hi ha el risc que les definicions ens encotillin una mica massa. Per exemple, jo no crec que un virus es pugui considerar viu, però tampoc inanimat. Hi ha fronteres difoses… però que ja son territori fabulós per explorar.
    Això de l’ADN i el DNA, doncs al principi feia servir les dues , però no ho tenia clar i al final vaig anara a mirar-ho als apunts de l’IEC. Allà dóna per bones les dues formes, però considera preferible la internacional, DNA. Des d’aleshores ja em va quedar clar.

  • Daniel Closa

    03/12/2010 9:29

    En realitat és important fins i tot des d’un punt de vista filosòfic. De la mateixa definició de la vida. Fins ara especulàvem en formes de vida basades en altres tipus de química. però eren només especulacions. Ara ja tenim una mostra d’un organisme amb una química una mica diferent de la nostra. Ja hi ha dues químiques de la vida i, per tant, en poden existir motles més. Si això passa a la Terra, que no hi pot haver allà fora?
    Però l’anunci va ser una mica desmesurat.
    (Michael, naturalment que es Michael. Ja ho he arreglat, gràcies)

  • Jordi Carrera

    03/12/2010 9:28

    Sembla que trobar vida fora la terra s’ha convertit en l’intent de ser el primer de donar una notícia bomba. És important sí, però més ho és el trobar planetes susceptibles, atès que si no n’hi ha amb descobriments com el que esmentes cada cop és més probable que nosaltres n’hi poguem portar. Hi ha problemes però. A partir de què és vida? mol·lècules autoreplicants, ja són vives?. Penso hem de valorar més la importància s’aquest dia a dia científic , d’acúmul de coneixements i no buscar un extraterrestre que de fet si fos una cèl·lula ens depremiria a tots (com més monstruós fos millor). Per cert agraeixo s’escrigui DNA , no pas ADN, ja començava a creure que en català havíem d’adoptar volgudament o no la darrera

  • Carquinyol

    03/12/2010 9:23

    La veritat és que tot i ser un gran descobriment ja que obre tot una nova via inesperada d’exploració els Srs. De la NASA van posar un xic massa d’espectació puix, com comentes, és un descobriment que saben valorar els investigadors i els que s’interessen en temes de ciència. Lamentablement a la nostra societat hi ha un massa elevat nombre de persones que a l’escoltar parlar d’ATP pensen que els hi estàs parlant d l’Asociación de Tenis Profesional…

    PS: Canvia en Kirk pel Michael !