Национальное управление США по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) на проведенной им в четверг, 2 декабря, пресс-конференции объявило об обнаружении в калифорнийском соленом озере Моно бактерий, способных использовать ядовитый мышьяк вместо фосфора, "встраивая" его даже в молекулы ДНК. В результате их ДНК становится непохожей на ту, что имеется у всех живых существ на Земле.

Это сенсационное открытие может привести к пересмотру самих понятий "жизнь" и "живое" и расширить поле для поисков внеземной жизни, говорится в статье, опубликованной в журнале Science.

Все живое на Земле зависит от шести химических элементов. Это кислород, углерод, водород, азот, фосфор и сера. Помимо шести основных элементов, в живых организмах в следовых количествах присутствуют и другие элементы, в частности, металлы, которые могут играть важную роль.

Биологам иногда сталкиваются с тем, что элементы второго ряда "подменяют" друг друга. Так, например, у некоторых моллюсков роль переносчика кислорода в крови играет не железо, а медь. Однако ранее ученым не были известны случаи, когда происходила бы замена одного из шести главных элементов – они представляют собой основу жизни, из них состоят все органические молекулы, в том числе белки, липиды, молекулы ДНК и РНК.

Авторы исследования, Фелиса Вольф-Саймон из астробиологического подразделения NASA и ее коллеги, впервые представили доказательства того, что один из этих ключевых элементов – фосфор – может заменяться мышьяком (по своим химическим свойствам он во многом схож с фосфором) по крайней мере у одного вида бактерий.

Фосфор в форме фосфатов (солей фосфорной кислоты) образует основу нитей молекул ДНК и РНК, а также входит в состав "топлива" для живых организмов – аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ).

Вольф-Саймон и ее коллеги изучали обитателей калифорнийского озера Моно, вода которого отличается высоким содержанием щелочей и солей, в том числе высокой концентрацией солей мышьяка. В ходе исследования они выращивали микроорганизмы, найденные в донных отложениях этого озера, в специально подготовленной среде, в которой были все необходимые питательные вещества, однако полностью отсутствовал фосфор. При этом ученые постоянно перемещали бактерии в среду со все более высокой концентрацией мышьяка, чтобы заставить их использовать его вместо фосфора.

Исследователи ожидали, что вскоре все микроорганизмы в этой среде погибнут. Однако через некоторое время они обнаружили в экспериментальной среде вполне жизнеспособные организмы. Исследование бактерии из семейства Halomonadaceae, получившей обозначение GFAJ-1, с помощью методов масс-спектрометрии показало, что мышьяк заменил фосфор в ДНК и других жизненно важных молекулах.

Таким образом, ученым впервые удалось обнаружить живой организм, в котором произошла замена одного из считавшихся абсолютно незаменимых "кирпичиков" жизни, что значительно расширяет рамки "дозволенного" для живых существ, пишет РИА "Новости".

Как заявил на пресс-конференции Стивен Беннер, почетный член Фонда прикладной молекулярной эволюции (США), финансирующего работы в области биохимии, обнаруженные учеными бактерии могут неплохо чувствовать себя на холодных окраинах Солнечной системы, например, на спутниках Сатурна или Юпитера. По его словам, атом мышьяка отличается повышенной реакционной способностью, которая может оказаться полезной в том случае, если биологическая молекула должна выполнять свои функции при низких температурах.

Ссылки по теме: