Ny organism kan använda andra byggstenar

I Mono Lake i Kalifornien lever den märkliga bakterien som verkar kunna använda arsenik istället för fosfor som byggsten.
6 december 2010

I en synnerligen ogästvänlig sjö i Kalifornien har astrobiologer hittat en bakterie som inte liknar någon hittills känd livsform. Till skillnad från alla andra organismer på jorden kan den använda arsenik istället för fosfor för att bygga upp sitt DNA, sina celler och sina proteiner. Upptäckten gör att utrymmet för var liv kan finnas har blivit större.

Alla organismer på jorden är uppbyggda av sex grundämnen: kol, syre, kväve, väte, fosfor och svavel. Sedan använder olika typer av organismer givetvis ett stort antal andra grundämnen som är mer eller mindre viktiga för organismens funktion också. Men dessa sex är en minsta gemensamma nämnare för allt liv på jorden, ämnen som ingen organism kan leva utan.

Tills nu verkar det som. Den lilla bakterien GFAJ-1 verkar nämligen kunna byta ut fosforet mot arsenik och bygga upp sina biomolekyler – DNA, lipider, proteiner – av arsenater istället för fosfater.

– Om det här visar sig stämma utvidgar det möjligheterna för att livet ska uppstå, säger Sandra Siljeström, astrobiolog vid Stockholms universitet. Delvis för att det finns ett ämne till som det går att bygga levande organismer av, men delvis också för att man kanske kan tänka sig att något av de andra fem grundläggande ämnena också går att byta ut om det nu går att byta ut ett av dem. Upptäckten visar på livets flexibilitet.

Detta tecken på livets flexibilitet gör kanske att ESA:s och NASA:s Cassinisonds upptäckter av vad som verkar vara oförklarliga fluktuationer i metanhalterna på Saturnus måne Titan blir ännu mer kittlande än de redan var. Även om det inte finns något direkt samband mellan upptäckterna så är det givetvis uppmuntrande om man på jorden kan hitta tecken på att livet är flexiblare än man tidigare trott.

Extremt ogästvänlig sjö

Liquid Lakes on Titan
De nyupptäckta bakterierna gör att bilden av liv vidgas. Det kan få konsekvenser för hur man ser exempelvis på Titan och dess sjöar.

GFAJ-1 är ingen ny form av liv. Den hör till en familj saltälskande och arseniktoleranta bakterier som går under namnet Halomonadaceae. Den är också avlägset släkt med välbekanta och välstuderade bakterier som E. coli.

De låter också helst bli arseniken om de kan. De försök som forskarna gjort visar också att de växer sämre utan fosfor. Men utan varken fosfor eller arsenik växer de inte alls.

Saltälskande och arseniktolerant måste den vara, för sjön den bor i, Mono Lake, är en av de ogästvänligaste vattenmiljöer man kan hitta. Vattnet är extremt basiskt med ett pH på 10. Salthalten i vattnet är 2–3 gånger högre än i havsvatten beroende på hur mycket vatten som finns i sjön, som saknar utlopp. Salthalten ligger alltså på 5–10 procent.

På grund av sin extrema miljö finns det ingen fisk i sjön. Däremot har GFAJ-1 sällskap med enorma mängder små räkor – upp till flera tusen miljarder under de varma sommarmånaderna.

Arsenik är giftigt för de flesta

Forskarna har länge funderat på om organismer skulle kunna använda arsenik på det sätt som GFAJ-1 gör. Skälet är att fosfor och arsenik kemiskt är väldigt lika och de står i samma grupp i det periodiska systemet. Denna likhet är också skälet till att arsenik är så giftigt för de flesta organismer. Organismen kan inte se skillnad på dem så arseniken kan ta fosforns plats i diverse biomolekyler. Men på grund av att arseniken gör molekylerna instabila i en vattenmiljö och genom att arsenikatomerna är något större blir dessa biomolekyler instabila, vilket givetvis är skadligt för organismen.

– På något sätt verkar de här bakterierna kunna hålla vattnet borta från arsenaterna så molekylerna inte bryts sönder, säger Sandra Siljeström.

Nu återstår det för andra forskare att göra egna analyser av GFAJ-1.

– Inte förrän flera oberoende forskargrupper bekräftat upptäckten kan man veta att det faktiskt stämmer. Men forskarna verkar ha varit noggranna i sina analyser, så det finns gott hopp om att resultaten håller. Om det visar sig att de håller kommer det att leda till att man kommer att leta bredare efter liv än man gjort förut. Kanske leta organismer där något annat av de sex grundämnena är utbytta.

Copyright 2000 - 2014 © European Space Agency. All rights reserved.