Investigación Financiada por la NASA Descubre Vida Basada Con Químico Tóxico

La investigación en astrobiología financiada por la NASA ha cambiado el conocimiento fundamental acerca de lo que comprende toda la vida conocida en la Tierra.

mono lake tufa tower 5Los investigadores realizando pruebas en el duro ambiente del lago Mono en California han descubierto el primer microorganismo conocido en la Tierra capaz de prosperar y reproducirse utilizando el químico tóxico arsénico. El microorganismo substituye el arsénico por fósforo en los componentes de su célula.

“La definición de la vida se acaba de expandir,” dijo Ed Weiler, administrador asociado de la NASA para el Directorio de Misiones Científicas en la sede de la agencia en Washington. “Mientras centramos nuestros esfuerzos a buscar señales de vida en el sistema solar, tenemos que pensar de una manera más amplia, más diversa y considerar la vida como no la conocemos.” La investigación se publica en la edición de esta semana de Science Express.

El carbono, hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, fósforo y azufre son los seis elementos básicos de todas las formas de vida conocidas en la Tierra. El fósforo es parte de la estructura básica del ADN y ARN, las estructuras que transportan instrucciones genéticas para la vida, y se considera un elemento esencial para todas las células vivas.

El fósforo es un componente central de la molécula que transporta energía en todas las células (trifosfato de adenosina) y también los fosfolípidos que forman todas las membranas celulares. El arsénico, que es químicamente similar al fósforo, es venenoso para la mayoría de la vida en la Tierra. El arsénico altera las vías metabólicas porque químicamente se comporta de manera similar al fosfato.

“Sabemos que algunos microbios pueden respirar arsénico, pero lo que hemos encontrado es un microbio haciendo algo nuevo – partes de sí mismo construido de arsénico”, dijo Felisa Wolfe-Simon, una investigadora académica de Astrobiología de la NASA en residencia en el Servicio Geológico EE.UU. en Menlo Park, California, y científico principal del equipo de investigación. “Si algo aquí en la Tierra puede hacer algo tan inesperado, ¿qué más puede hacer la vida que no hemos visto todavía?”

El microbio descubierto recientemente, la cepa GFAJ-1, es un miembro de un grupo común de bacterias, las Gammaproteobacterias. En el laboratorio, los investigadores lograron exitosamente crecer microbios del lago en una dieta que era muy estricta en fósforo, pero incluyó porciones generosas de arsénico. Cuando los investigadores removieron el fósforo y lo reemplazaron con arsénico los microbios continuaron creciendo. Análisis posteriores indicaron que el arsénico era utilizado para producir los bloques de construcción de nuevas células GFAJ-1.

lago-monoLa cuestión clave que los investigadores realizaron fue cuando el microbio cultivado en arsénico hizo incorporar en realidad el (mismo) arsénico en la maquinaria bioquímica vital de los organismos, como el ADN, las proteínas y las membranas celulares. Una variedad de técnicas sofisticadas de laboratorio se utilizaron para determinar en donde el arsénico fue incorporado. El equipo eligió explorar el Lago Mono, debido a su composición química inusual, especialmente su alta salinidad, alta alcalinidad, y altos niveles de arsénico. Esta química es en parte un resultado del aislamiento del lago Mono de sus fuentes de agua dulce durante 50 años.

Los resultados de este estudio se informarán a la investigación en curso en muchas áreas, incluyendo el estudio de la evolución de la Tierra, la química orgánica, ciclos biogeoquímicos, mitigación de enfermedades y la investigación del sistema terrestre. Estos resultados también abrirán nuevas fronteras de la microbiología y otras áreas de investigación.

“La idea de alternativas bioquímicas para la vida es común en la ciencia ficción”, dijo Carl Pilcher, director del Instituto de Astrobiología de la NASA en el Centro de Investigación Ames en Moffett Field, California de la agencia. “Hasta ahora, una forma de vida usando arsénico como un bloque de construcción fue sólo teórico, pero ahora sabemos que tal vida existe en el Lago Mono.”

El equipo de investigación incluye a científicos del Servicio Geológico de EE.UU., de Arizona State University en Tempe, Arizona, del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, en Livermore, California, de la Universidad de Duquesne en Pittsburgh, Penn., y de Stanford Synchroton Radiation Lighsource en Menlo Park, California.

monolake_l7_1999350El Programa de Astrobiología de la NASA en Washington contribuyó financiando la investigación a través de su programa de Exobiología y Biología Evolutiva y el Instituto de Astrobiología de la NASA. El Programa de Astrobiología de la NASA apoya la investigación sobre el origen, evolución, distribución y futuro de la vida en la Tierra.

Para obtener más información sobre el hallazgo y una lista completa de los investigadores, visite: http://astrobiology.nasa.gov

Fuente del artículo original: http://www.nasa.gov/topics/universe/features/astrobiology_toxic_chemical.html

Traducción al idioma español por Víctor Román Cordero, vicepresidente Sociedad de Astronomía de P.R., Inc.