Опровергнуто существование бактерий с ДНК на основе мышьяка

Сразу две группы исследователей опровергли существование бактерий, которые могут включать в ДНК мышьяк вместо фосфора: эти микробы — выдающиеся экстремофилы, способные выжить в запредельных концентрациях мышьяка, но замещать им фосфор в биомолекулах они всё-таки не могут.

Озеро Моно, родина бактерий-экстремофилов GFAJ-1 (фото HiDickBiker).

Два года назад учёные из НАСА сообщили о бактерии, которая может использовать мышьяк вместо фосфора. Всякая жизнь на Земле, как известно, основана на шести элементах: водороде, углероде, кислороде, азоте, сере и фосфоре. Из них состоят нуклеиновые кислоты, белки и липиды. Атом мышьяка похож на атом фосфора, но так уж вышло, что мышьяк для большинства организмов ядовит. Сообщение о том, что в сверхсолёном калифорнийском озере Моно живёт бактерия (названная GFAJ-1), которая при дефиците фосфора может делать ДНК на основе мышьяка, наделало много шума. Это означало, что «химический код» жизни не так уж универсален, что жизнь может получиться не только из биогенной шестёрки элементов.

Особая пикантность работы состояла в том, что её авторы были из НАСА — организации, которая, так сказать, профессионально заинтересована в существовании «неземных форм жизни». Дискуссия по поводу мышьяковых бактерий вышла за парламентские рамки, авторов исследования обвиняли в двух самых страшных научных грехах — некомпетентности и ангажированности. Сенсации, само собой, всегда вызывают большую симпатию, но дальнейшее развитие событий показало, что в реальной науке всё происходит не совсем так, как в сериале «Секретные материалы». Неизвестно, совершили ли исследователи из НАСА преднамеренный подлог или же просто были небрежны в работе, но «мышьяковые бактерии» в итоге удостоились сразу двух опровержений — через два года после их «открытия».

Первое опровержение принадлежит группе исследователей из Принстонского университета, Медицинского института Говарда Хьюза (оба — США) и Университета Британской Колумбии (Канада). Учёные опубликовали в журнале Science результаты анализа ДНК бактерии GFAJ-1. По первоначальной версии, в условиях дефицита фосфора бактерии заменяют его в ДНК на мышьяк. Но по химическим свойствам ДНК GFAJ-1 оказалось обычной, построенной на фосфоре, а не на мышьяке. Масс-спектрометрический анализ показал присутствие мышьяка в ДНК — но в свободной форме, не связанной ковалентными связями с другими атомами нуклеиновой кислоты. Иными словами, мышьяк в бактериях, может, и содержится, но в состав жизненно важных молекул не входит.

Вторую статью с опровержением «научной НАСА-фантастики» опубликовали исследователи из Института микробиологии Высшей технической школы Цюриха (Швейцария). Они показали, что даже в условиях недостатка фосфора и избытка соединений мышьяка бактерии до последнего будут использовать фосфор. Если его концентрация падает ниже какого-то предельно допустимого значения, рост бактерий прекращается, и никакой мышьяк помочь им не в состоянии. Органические молекулы с мышьяком действительно могут попадаться в бактериях GFAJ-1, но, как оказалось, эти молекулы образуются абиотическим образом, то есть без помощи бактериальных ферментов, и самой бактерией не используются.

GFAJ-1, вне всякого сомнения, замечательная бактерия, но замечательна она своей исключительной устойчивостью к соединениям мышьяка. Её способность противодействовать мышьяку даже после того, как он проник в клетку, требует самого пристального изучения. Возможно, это связано с умением бактерии целенаправленно выискивать фосфор и работать с ним, не обращая внимания на горы похожего на него мышьяка. Однако, какими бы ни были причины, по которым исследователи из НАСА сделали своё «открытие», их можно по-человечески понять: всего лишь новая бактерия-экстремофил — это совсем не то же самое, что новая форма жизни.

Подготовлено по материалам Франс Пресс.