GFAJ-1

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Wikipédia:TaxoboxInfobox info icon.svg
GFAJ-1
GFAJ-1 baktériumok felnagyított képe
GFAJ-1 baktériumok felnagyított képe
Rendszertani besorolás
Ország: Baktériumok
Törzs: Proteobaktériumok (Proteobacteria)
Osztály: Gamma-proteobaktériumok (Gammaproteobacteria)
Rend: Oceanospirillales
Család: Halomonadaceae
Nemzetség: ismeretlen
Faj: ismeretlen
Hivatkozások
Commons

A Wikimédia Commons tartalmaz GFAJ-1 témájú kategóriát.

A GFAJ-1 egy rúd alakú extremofil baktérium, mely egy 2010-ben a Science-ben megjelent cikk szerint foszforhiányos környezetben képes azt az általában mérgezőnek számító arzénnal helyettesíteni, fehérjék, lipidek és nukleotid-származékok – DNS, RNS, ATP – szintéziséhez egyaránt.[1] A felfedezést azóta cáfolták.[2]

Felfedezése[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A GFAJ-1 baktérium lelőhelye: a kaliforniai Mono-tó

A GFAJ-1 organizmust Felisa Wolfe-Simon, a NASA asztrobiológusa fedezte fel az US Geologic Survey Menlo Parkban található laboratóriumában. A baktériumot tartalmazó mintákat a kaliforniai Mono-tónál gyűjtötték, az elkülönítésére irányuló kutatások 2009-ben kezdődtek. A tó magas sótartalmú és erősen lúgos, emellett az egyik legnagyobb természetben megtalálható arzénkoncentrációval bír. A felfedezést 2010. december 2-án hozták nyilvánosságra.

Biokémiája[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A GFAJ-1 nemzetségébe tartozó baktériumok többsége a sós vizet kedveli. Ezek a baktériumok képesek elviselni a magas arzéntartalmú környezetet, ám a NASA kutatói szerint GFAJ-1 ezen is túllép. Ha ugyanis a környezetben nem áll rendelkezésre elég foszfor, a baktérium képes arzént beépíteni a DNS-ébe, és így folytatni a növekedést. Wolfe-Simon cikkében azt írja, hogy az „elnyelt” arzén egytizede beépült a nukleinsavba. Kísérletében foszfortartalmú, arzéntartalmú és majdnem foszformentes (ami azonban a szennyeződések miatt 3,1 mikromol foszfátot tartalmazott), valamint kontrollként arzén és foszfor nélküli tápközegben figyelték a baktérium növekedését. A GFAJ-1 baktériumok foszforhiányos közegben is osztódtak, míg a kontroll mintában nem. Wolfe-Simon azt a következtetést vonta le, hogy az arzén ugyanazon a módon kapcsolódott az oxigénhez és a szénhez, mint a hagyományos DNS-ben. A kutató szerint minden kísérlete ugyanarra az eredményre vezetett: a GFAJ-1 képes arzénnal helyettesíteni a foszfort a DNS-ében, ezzel egyedülálló a Földön eddig felfedezett élőlények között.

Kritikák[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A felfedezést a tudományos társadalom meglehetős fenntartással fogadta. A Science 2011 júniusában számos, a cikkel foglalkozó kritikát közölt le,[3] köztük két magyar kutató, Csabai István és Szathmáry Eörs cikkét is.[4] A megjelent kritikák nem vonják kétségbe sem a baktérium létezését, sem az arzén DNS-be történő beépülésének lehetőségét, ugyanakkor rámutatnak, hogy a cikkben felsorolt bizonyítékok nem elegendőek ezen állítás igazolására. A kritikusok által megfogalmazott főbb kritikák:

  • A tápközeget nem tisztították meg kellőképpen, így az elméletileg csak arzént tartalmazó közegben lehetett annyi foszfátszennyeződés, ami elég a DNS szintézishez.
  • Az arzén mért mennyisége jóval kisebb, mint a mérési módszer hibahatára, így az arzén jelenléte a sejtben megkérdőjelezhető.
  • Ha jelen is volt a sejtben, az arzén beépülése a DNS-be az alkalmazott módszerrel nem igazolható (nem dönthető el, hogy kémiailag bekötött-e a DNS-be, vagy csak „rátapadt”).
  • A DNS tisztítás több lépését teljesen következetlenül kihagyták a kísérlet során.

Több kutató javasolta, hogy az eredmények helyességét ellenőrizzék további, pontosabb és megbízhatóbb kutatásokkal, például tömegspektrometriával.

Wolf-Simon szintén egy, a Science-ben megjelent cikkben válaszolt a kritikákra, amelyben kitartott álláspontja mellett, és kijelentette, hogy a kísérleteinek megismétlésére szívesen rendelkezésre bocsátják a baktériumtörzset, azonban újabb mérési eredményeket nem közölt.[5]

Jelentősége[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A felfedezés, hogy a mikroorganizmus képes lehet felhasználni az arzént ahhoz, hogy felépítse saját alkotóelemeit annak ellenére, hogy nem áll rendelkezésre foszfor, a Földön kívüli élet kutatásában lehet jelentős. Egyesek szerint, amennyiben felfedezés beigazolódik, megnövelheti annak az elméletnek a tudományos hitelét, mely szerint az élet arzénban gazdag hidrotermális hasadékokban alakulhatott ki, ahol a foszfor helyett az arzén volt a fontosabb építőelem.[6][7][8] Ugyanakkor a baktérium egy evolúciósan új csoportba tartozik, így ha ki is alakult benne ez a képesség, az csak másodlagos, tehát nem szolgálhat közvetlen bizonyítékul a fenti elméletre. [9]

Lásd még[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Hivatkozások[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  1. Wolfe-Simon, Felisa, Blum, Jodi Switzer; Kulp, Thomas R.; Gordon, Gwyneth W.; Hoeft, Shelley E.; Pett-Ridge, Jennifer; Stolz, John F.; Webb, Samuel M. et. al. (2011. december 2.). „A Bacterium That Can Grow by Using Arsenic Instead of Phosphorus” (angol nyelven). Science 332 (6034), 1163-1166. o. DOI:10.1126/science.1197258. Hozzáférés ideje: 2011. december 22.  
  2. http://index.hu/tudomany/2012/01/24/csak_az_arzen_hianyzik_az_arzenevo_bakteriumbol/
  3. http://www.sciencemag.org/content/early/2010/12/01/science.1197258
  4. http://www.sciencemag.org/content/332/6034/1149.2.full.pdf
  5. http://www.sciencemag.org/content/early/2011/05/26/science.1202098.full.pdf
  6. Reilly, Michael (2008. 26 April). „Early life could have relied on 'arsenic DNA'”. New Scientist 198 (2653), 10. o. DOI:10.1016/S0262-4079(08)61007-6.  
  7. Pennisi, Elizabeth (2010. december 3.). „What poison? Bacterium uses arsenic to build DNA and other molecules”. Science 330 (6009), 1302. o, Kiadó: AAAS. DOI:10.1126/science.330.6009.1302. Hozzáférés ideje: 2010. december 2.  
  8. Critical Biomass: Amikor az arzén életet ad
  9. http://hetivalasz.hu/tudomany/megmergezett-tudomany-35205/?cikk_ertekel=1&ertekeles=3