Genom arzenovih bakterij sekvenciran!

Lani ob takem času je NASA razburkala svetovno znanstveno srenjo z objavo, da so odkrili arzenove bakterije. V jezeru Mono so namreč našli bakterije, za katere se je izkazalo, da živijo v z arzenom izjemno bogatem okolju. Prva avtorica članka Felisa Wolfe-Simon s sodelavci je zaključila, da bakterije ne le preživijo v arzenovem okolju, kar ni nič novega, ampak ga vgrajujejo v svoje proteine in DNK. To postavlja na glavo poznavanje biologije in kemije živih organizmov, saj so doslej za osnovne gradnike veljali vodik, kisik, ogljik, žveplo, dušik in fosfor. Avtorji raziskave pa trdijo, da bakterije prav fosfor nadomeščajo z arzenom.

Mnogo znanstvenikov se s temi rezultati ne strinja in išče več razlag, v čem je bil poizkus pomanjkljiv in kaj je šlo narobe. Trdijo namreč, da so kompleksne molekule z arzenom zaradi njegovega drugačnega kemizma od fosforja premalo stabilne, da bi mogle obstajati in se vgrajevati v biostrukture. Možnosti za nedoslednosti pri izvedbi poizkusa ali interpretaciji rezultatov je več (onesnaženost arzenovega gojišča s fosforjev, nezadostno čiščenje izolirane DNK itd.), konsenza pa še ni na vidiku.

Prejšnji teden je bil objavljen genski zapis genoma arzenovih bakterij, ki so ga priskrbeli raziskovalci z Univerze v Illinoisu. Simon Silver, ki se ukvarja z raziskavami arzenovih bakterij, je s sodelavci sekvenciral arzenove bakterije. Ugotovil je, da imajo v 3,5 milijona baznih parov približno 3400 genov. To se sliši mnogo, a je v resnici povsem povprečna vrednost za bakterijo. Silver je poudaril, da ima celo prva dama med bakterijami in verjetno najbolj raziskan prokariontski organizem na svetu Escherichia coli več znanih genov za toleranco arzena kakor nove arzenove bakterije. To je sila nenavadno, če naj bi bile slednje ne le tolerantne, ampak ga celo sposobne vključevati v lastne metabolne poti. Silver zato zaključuje, da je članek Wolfe-Simonove napačen, česar slednja seveda ne sprejema.

Wolfe-Simonova je objavo genoma označila kot pomemben korak naprej. Poudarila je, da bo minilo še precej časa, preden ga bomo dokončno razumeli, saj mnogo genov še ne razumemo. To je res, zato je povsem možno, da imajo nove bakterije gene za toleranco ali izrabo arzena, ki jih E. coli nima in jih zato še ne poznamo. Medtem Wolfe-Simonova dela v LBNL (Lawrence Berkeley National Laboratory) in z Johnom Tainerjem poizkuša vzgojiti primerke bakterij v čistejšem okolju, da bi lažje analizirali njene DNK in ribosome.

Odgovoru, ali je NASA lani resnično odkrila bakterije, ki so sposobne v lastno DNK vgrajevati arzen namesto fosforja, smo bliže kot tedaj, a nas do konca poti loči še precej raziskav.