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Arsénico en bacterias, ¿un nuevo modo de vida?

Y el misterio, unas dos horas antes de la charla de la NASA, se desveló gracias a una noticia de Nature. Tras dos días con una intensa expectación y rumorología (permitan el uso del palabro) sobre qué habían encontrado esta gente que daría un golpe en la astrobiología, donde hasta se incluían ideas sobre el descubrimiento de vida en Titán o alguna foto simpática de E.T., ya tenemos la respuesta. Aunque no es cierto que la tengamos ahora, durante el día de ayer ya se filtró por la red que muy seguramente tendría que ver con el arsénico aunque no de qué manera. Aun así, eso no impidió que diversos “lugares especializados en información” siguieran con sus hombrecillos verdes y esas cosas.

Como imagino que sabréis, el fósforo es un elemento de importancia en nuestra química orgánica ya que forma parte de moléculas tan importante como los monómeros del DNA y RNA, así como también del ATP, molécula energética por excelencia, o en los propios lípidos de membrana como bien indican en la noticia. Es un elemento crucial para el correcto funcionamiento de una célula y su falta o intercambio parecía ser letal… Hasta ahora. Lo que han descubierto es un integrante de las proteobacterias, de la familia Halomonadaceae, parece que es capaz de suplir el fósforo por arsénico en varias moléculas. El arsénico y el fósforo son dos elementos ciertamente parecidos, de hecho el primero está debajo del segundo en la tabla periódica, y el ion arsenato (AsO43-) tiene una estructura tetraédrica con sitios de unión idéntico al fosfato.

El caso es que esta bacteria se ha encontrado en el Mono Lake, en California, un lago donde la concentración de arsénico es bastante elevada. Lo que se intentaba buscar ahí eran microorganismos que pudieran usar arsénico y no solamente tolerarlo. Una vez recogidas las muestras, éstas se diluyeron hasta que no quedó nada de fosfato en el medio (homeopatía de fosfato, vaya) y se vio que una bacteria creía más rápido que las otras. De hecho, con únicamente arsénico en el medio, el bicho crece a un 60% de la velocidad que en presencia de fosfato.  Se ha utilizado arsénico marcado radiactivamente para ver las localizaciones donde se encuentra el elemento observando que estaba presente en proteínas, lípidos y ácidos nucleicos, con unas cantidades más o menos cercanas en las que está situado el fosfato. También sometieron las muestras a rayos X del sincrotron y observaron que el elemento tomaba forma de arsenato y que formaba enlaces con el oxígeno y el carbono como el fosfato. Pero que todo esto no os deslumbre, técnicas posteriores basadas en espectroscopía de masas aun no aseguran que el elemento haya tomado la función del fosfato en el DNA y el RNA .

Como podemos ver en el comentario de Felisa Wolfe-Simon, una de las responsables del descubrimiento, es fácil ser atrevido con estos resultados preliminares:

Our data are strongly suggestive of arsenic replacing phosphorus,

Sin embargo, hay otros investigadores que arrojan algo de escepticismo a esta afirmación tan prematura como podemos ver en el comentario de Mary Voytek:

I think no single one of their measurements can prove that arsenate is doing what phosphate normally would,(…) I will conservatively say that it’s very hard to come up with an alternative explanation.

Es importante conocer en un futuro si el arsénico forma parte de verdad de esas moléculas que hemos visto tal y como dice Barry Rosen, bioquímico de la Universidad de Florida:

It would be good if they could demonstrate that the arsenic in the DNA is actually in the backbone, (…) What we really need to know is which molecules in the cell have arsenic in them, and whether these molecules are active and functional,

Sin embargo, también hay puntos de vista más conservadores como por ejemplo el de Steven Benner, quien nos alerta de algunos detalles interesantes sobre la química del arsenato, como por ejemplo el tiempo de vida inferior respecto al fosfato en el agua de los enlaces que forma, del orden de minutos. Comenta que será un descubrimiento “fenomenal” cuando esté respaldado por las pruebas químicas pertinentes:

It remains to be established that this bacterium uses arsenate as a replacement for phosphate in its DNA or in any other biomolecule found in ‘standard’ terran biology, (…)It means that many, many things are wrong in terms of how we view molecules in the biological system.

Resumiendo, aunque el descubrimiento no deja de ser interesante a priori, es fácil caer en el júbilo de asentar una química con el arsénico en el papel del fosfato a estas alturas pues aun quedan muchos datos que tomar y que analizar. No obstante, en el instante en el que se confirmen todos estas hipótesis, será algo bastante importante en el estudio de diversas áreas dentro del terreno de la biología, y en buena manera, de la astrobiología. No olvidemos que de ser cierto, será una constatación de que la vida puede adoptar más formas que la que conocemos aquí, algo que ya se ha postulado teóricamente pero que carecía de un respaldo físico.

PD: os dejo el enlace al artículo de Science:

http://www.sciencemag.org/content/early/2010/12/01/science.1197258.abstract

  1. Fernando Cervera
    2 diciembre, 2010 a las 21:48

    Acabo de ver la rueda de prensa en directo. Explicado palabra por palabra en lo que has puesto aquí, muy buen post.

    Han citado varias veces a Carl Sagan, y su famosa frase “Las afirmaciones extraordinarias deben de estar acompañadas de pruebas extraordinarias”. Espero que los periodistas hayan entendido esa frase lo suficientemente bien, y que mañana no tengamos en todos los periódicos una sarta de gilipolleces hablando de Goauls, Terrianos y Jovianos hechos de arsénico.

    Nada, además quería pedirte permiso para colocar tu post en el foro de tubiologia.com, en el apartado noticias, ya que así además pongo un enlace a bioxano dentro del foro, tu nombre como autor y no el de cualquier periódico. Prefiero haceros publicidad a vosotros que a El país.

  2. Dani M.
    2 diciembre, 2010 a las 22:08

    Por supuesto hombre, faltaba más ;)

    Y sí, yo ya me espero cualquier tipo de titulares en las secciones de ciencia en la prensa, en laSextaNoticias y otros “centros de sapiencia” como Tele5.

    Por cierto, twitter está que arde con la noticia, la comentan todo tipo de gente,hasta Neil deGrasse Tyson. La verdad es que es un hecho notable, y en cuanto se corrobore todo lo que se hipotetiza (porque parece que va por buen camino) va a ser un descubrimiento muy digno.

    • pechuan
      2 diciembre, 2010 a las 22:24

      Otro ejemplo de la magnífica capacidad de adaptación de nuestro bioclado, hace falta mucha química (y bioquímica) para ver hasta qué punto resulta este sitema vivo plástico respecto a uno de los componentes básicos de las biomoléculas.

  3. MJ
    12 diciembre, 2010 a las 11:50

    Os recomiendo la lectura del blog de Rosie Redfield, quien ha criticado ampliamente la publicación de Science. La entrada a la que os dirijo tiene un montón de comentarios y es interesantísima, tanto por sus contenidos críticos científicos como por la ‘sociología’ del asunto:
    http://rrresearch.blogspot.com/2010/12/arsenic-associated-bacteria-nasas.html

    Aprovecho para felicitaros por este excelente blog.
    MJ Pujalte

    • Daniel Tamarit
      12 diciembre, 2010 a las 14:43

      Muchas gracias tanto por el enlace como por la felicitación. Al lado de la firma, tiene mucho valor para nosotros =)

      Conocíamos la crítica de Redfield, principalmente gracias a una publicación de Carl Zimmer en el diario Slate ( http://www.slate.com/id/2276919/ ), sobre la que pensábamos escribir algo en algún momento. Es una pena que pasen estas cosas con trabajos tan mediáticos. Se podría esperar que la NASA ya hubiese aprendido de errores pasados. En todo caso, sólo queda esperar a los resultados definitivos ante estas y otras críticas importantes.

      De nuevo muchas gracias por todo !

  4. Dani M.
    12 diciembre, 2010 a las 19:00

    Pues sí, muchas gracias por guardar un rato y habernos leído.
    Sobre las críticas, lo cierto es que parece ser que el trabajo cojea, y no solamente me sorprende en cierta medida de la NASA sino por Science, los creía más rigurosos a la hora de elegir trabajos que publicar.
    Aprovecho para recomendar también la extensa entrada de blog de Zimmer, que aun no he podido leer entera pero resulta muy interesante por la opinión de varios expertos:
    http://blogs.discovermagazine.com/loom/2010/12/08/of-arsenic-and-aliens-what-the-critics-said/

    • MJ
      12 diciembre, 2010 a las 21:38

      Muy interesantes también ambos enlaces; entre el que ha puesto Dani T. y este que has incorporado tu he tenido una tarde de domingo muy entretenida e instructiva.
      Respecto a la rigurosidad de Science (y sin querer hacer ‘leña’ de episodios que, al fin y al cabo, son puntuales y poco frecuentes) hay que recordar el artículo de Baross y Deming en el que proclamaban crecimiento bacteriano a > 250º C, rápidamente desmentido, o el de Cano sobre la germinación de endosporas aisladas de insectos conservados en ámbar de 30 Ma.

      • MJ
        13 diciembre, 2010 a las 17:59

        Me equivoqué con la atribución a Science del fiasco sobre crecimiento a más de 250º C, que en verdad se publicó en Nature.

  1. 4 julio, 2011 a las 02:04

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