Un equipo de investigadores ha descubierto al primer microorganismo conocido en la Tierra capaz de sustituir al fósforo, uno de los elementos esenciales para la vida, por el venenoso arsénico, lo que rompe uno de los paradigmas de la biología. El estudio, financiado por la NASA y realizado con bacterias del lago Mono ( EE UU), abre nuevas vías en la búsqueda de vida extraterrestre.
“Sabemos que algunos microbios pueden respirar arsénico, pero lo que hemos encontrado es uno que hace algo diferente: construir partes de sí mismo usando arsénico”, destaca Felisa Wolfe-Simons, investigadora del Instituto de Astrobiología de la NASA y autora principal del estudio que publica Science Express.
“Y si hay algún organismo en la Tierra que puede hacer algo tan inesperado, ¿qué más puede hacer la vida que todavía no hayamos visto?”, se plantea la científica.
Este es el primer microorganismo conocido en la Tierra capaz de sustituir al fósforo, uno de los elementos esenciales para la vida, por el venenoso arsénico. Foto: NASA
Normalmente el arsénico es muy tóxico para los organismos vivos porque interrumpe las vías metabólicas, pero químicamente se comporta de forma similar al fósforo, uno de seis elementos básicos para la vida en la Tierra (los otros cinco son carbono, hidrógeno, nitrógeno, oxígeno y azufre). La investigación demuestra que una bacteria puede crecer usando arsénico en lugar de fósforo e incluso incorporarlo a su ADN.
La bacteria protagonista es una amante de la sal, miembro de la familia Halomonadaceae (cepa CFAJ-1) de las proteobacterias, que fue recogida en el Lago Mono de California (EE UU). Después, en el laboratorio, los investigadores la cultivaron en placas Petri y fueron reemplazando gradualmente el fósforo (en forma de fosfatos) por el arsénico.
Arsénico por fósforo
El equipo consiguió que la bacteria creciera sin los compuestos de fosfato, en principio esenciales para los ácidos nucleicos, lípidos y proteínas de las células. Utilizando radio-rastreadores, los investigadores siguieron de cerca el sendero de arsénico en la bacteria: desde la absorción química hasta su incorporación en varios componentes celulares. El elemento tóxico había reemplazado completamente al fósforo.
Los compuestos de fósforo o fosfatos forman parte de la estructura básica del ADN y el ARN, las estructuras que transportan instrucciones genéticas para la vida. Además son componentes centrales de la molécula que transporta energía en todas las células (trifosfato de adenosina) y de los fosfolípidos que forman todas las membranas celulares. Ahora parece que el arsénico puede actuar como sustituto.
"Acaba de ampliarse la definición de la vida", destaca Ed Weiler, administrador asociado de la NASA para el Directorio de Misiones Científicas en Washington (EE UU), donde ayer se presentó el hallazgo.
"Mientras tratamos de esforzarnos por conseguir buscar señales de vida en el Sistema Solar, tenemos que pensar de manera más amplia, más diversa y considerar la vida como no la conocemos”. añade el experto.
Además de revolucionar la astrobiología, los científicos implicados en el estudio consideran que este trabajo puede hacer replantear numerosas investigaciones en curso, relacionadas con temas como la evolución de la vida en la Tierra, la química orgánica o los ciclos biogeoquímicos, además de otros relacionados con la microbiología o el tratamiento de enfermedades.
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Referencia bibliográfica:
Felisa Wolfe-Simon, Jodi Switzer Blum, Thomas R. Kulp, Gwyneth W. Gordon, Shelley E. Hoeft, Jennifer Pett-Ridge, John F. Stolz, Samuel M. Webb, Peter K. Weber, Paul C. W. Davies, Ariel D. Anbar y Ronald S. Oremland. "A Bacterium That Can Grow by Using Arsenic Instead of Posphorus". Science Express 10.1126/science.1197258, 2 de diciembre de 2010.
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