Pesquisa Financiada Pela NASA Descobre Vida Construída com Elemento Químico Tóxico

                                                       

Imagem do Lago Mono onde foram coletadas amostras para o desenvolvimento da pesquisa.

A NASA patrocinou uma pesquisa em astrobiologia que mudou o conhecimento fundamental sobre o que abrange todas as formas de vida na Terra. Os pesquisadores conduziram testes no ambiente hostil do Lago Mono na Califórnia e descobriram o primeiro microrganismo conhecido na Terra capaz de se desenvolver e se reproduzir usando o componente químico tóxico arsênio. O microrganismo substitui o fósforo por arsênio em todos os seus componentes celulares. “A definição de vida foi expandida”, disse Ed Weiler, administradora associada da NASA para o Science Mission Directorate da agência em sua sede em Washington. “À medida que nós colocamos nossos esforços para procurar sinais de vida no sistema solar, nós temos que pensar de uma maneira mais aberta, mais diversa e considerar a vida como nós não conhecemos ainda”.



Felisa Wolfe-Simon, procesando lama do Lago Mono que será inoculada no meio onde micróbios irão crescer com arsênio.

Essa descoberta de uma constituição alternativa bioquímica irá alterar os livros de biologia e expandir o foco de pesquisa pela vida fora da Terra. A pesquisa foi noticiada em todos os meios de comunicação hoje (2 de Dezembro de 2010) e o artigo foi publicado no Science Express é aqui disponibilizado (A Bacterium That Can Grow by Using Arsenic Instead of Phosphorus) Carbono, hidrogênio, nitrogênio, oxigênio, fósforo e enxofre são os seis constituintes básicos de todas as formas conhecidas de vida na Terra. O fósforo é parte da estrutura química do DNA e do RNA, as estruturas que carregam consigo as instruções genéticas para a vida, e são considerados como elementos essenciais para todas as células vivas. O fósforo é um componente central das moléculas de energia em todas as células (adenosina e trifosfato) e também dos fosfolipídios que formam as membranas celulares. O arsênio que e similar ao fósforo, é venenoso para a maioria dos seres vivos na Terra. O arsênio rompe as passagens metabólicas pois ele se comporta quimicamente de maneira similar ao fosfato.

“Nós sabemos que alguns micróbios podem respirar arsênio, mas o que nós encontramos é um micróbio fazendo algo novo – construindo partes de si mesma fora o arsênio”, disse Felisa Wolfe-Simon, uma Astrobiology Research Fellow da NASA residente no U.S Geological Survey em Menlo Park, Califórnia, e líder da equipe de pesquisa. “Se algo aqui na Terra pode fazer algo inesperado, imaginem o que mais pode fazer a vida em locais que ainda não a encontramos”?

O novo micróbio descoberto, GFAJ-1, é um membro de um grupo comum de bactérias, a Gammaproteobactéria. Em laboratório, os pesquisadores conseguiram com sucesso fazer com que micróbios do lago se desenvolvessem numa dieta insípida em fósforo mas incluindo generosas ajudas de arsênio. Quando os pesquisadores removeram o fósforo e o substituíram por arsênio os micróbios continuaram crescendo. Análises subsequentes indicaram que o arsênio estava sendo usado para produzir os blocos fundamentais que constituíam as novas células da GFAJ-1. 

A principal questão investigada pelos pesquisadores foi quando o micróbio se desenvolveu com o arsênio sendo verdadeiramente incorporado dentro da máquina vital bioquímica do organismo, ou seja, em seu DNA, nas proteínas e nas membranas celulares. Uma grande variedade de técnicas sofisticadas de laboratório foram usadas para determinar onde o arsênio estava sendo incorporado. A equipe escolheu explorar o Lago Mono devido a sua química incomum, especialmente a alta salinidade, a alta alcalinidade e aos altos níveis de arsênio. Essa constituição química é em parte devido ao isolamento do Lago Mono de qualquer fonte de água fresca por mais de 50 anos.



 Imagem da GFAJ-1 crescendo no fósforo.

Os resultados desse estudo irão ser responsáveis por iniciar pesquisas novas em várias áreas, incluindo o estudo da evolução da Terra, a química orgânica, os ciclos biogeoquímicos, a mitigação de doenças e a pesquisa do sistema da Terra. Essas descobertas também abrirão novas fronteiras na microbiologia e em outras áreas de pesquisa. “A ideia de uma bioquímica alternativa para a vida é comum na ficção científica”, disse Carl Pilcher, diretor do NASA Astrobiology Institute no Ames Research Center da agência em Moffett Field, Califórnia. “Até agora uma forma de vida usando arsênio em sua constituição fundamental era somente teórica, mas agora nós sabemos que esse tipo de vida existe no Lago Mono”. A equipe de pesquisa incluiu cientistas do U.S. Geological Survey, da Arizona State University em Tempe, Arizona, do Lawrence Livermore National Laboratory em Livermore, Califórnia, da Duquesne University em Pittsburgh, Penn. E do Stanford Synchroton Radiation Lightsource em Menlo Park, Califórnia.