GFAJ-1

? GFAJ-1
Збільшені клітини бактерії GFAJ-1, що ростуть в середовищі з арсеном (миш'яком). (J. Switzer Blum)
Біологічна класифікація
Домен: Бактерії (Bacteria) Тип: Протеобактерії Клас: Гамма-протеобактерії Ряд: Oceanospirillales Родина: Halomonadaceae
Посилання
Вікісховище: GFAJ-1 NCBI: 1118153

GFAJ-1 — паличкоподібна бактерія екстремофіл, що належить до сімейства Halomonadaceae^[en]. Як стверджувалося в одній публікації 2010 року, GFAJ-1 за відсутності фосфору здатна замінити його арсеном (миш'яком) в молекулах своїх протеїнів, ліпідів та метаболітів, таких як ATP, а також в молекулах своїх ДНК та РНК.

Її відкриття суттєво збільшило увагу до давно відомої ідеї, що позаземне життя могло б мати зовсім іншу хімічну будову, коли порівнювати його з більшістю відомих життєвих форм на Землі. Одразу ж після цієї публікації інші мікробіологи та біохіміки висловили сумнів у справедлиовості цього твердження. Незалежні дослідження, опубліковані 2012 року не виявили Арсену в ДНК GFAJ-1, спростували це твердження й показали, що GFAJ-1 є просто стійким до Арсену фосфорозалежним організмом.

Відкриття

Вапнякові утворення вздовж узбережжя озера Моно, що розташоване в штаті Каліфорнія

GFAJ-1 бактерії були відкриті й культивовані геобіологом Фелісою Вольф-Саймон^[en] (англ. Felisa Wolfe-Simon), яка працює астробіологом в НАСА в інституті Геологічної служби США, що розташований в Менло-Парк, Каліфорнія. Ці бактерії було ізольовано й розпочато їх культивацію у 2009 р. з осадкових порід, які вона та її колеги зібрали на узбережжі озера Моно в штаті Каліфорнія, США. Вода цього озера є досить насиченою солями різних хімічних елементів та лугами. Воно також має найвищу у світі природну концентрацію арсену (200 μM). Зазначене відкриття набуло широкого розголосу 2 грудня 2010. На дереві життя, згідно з результатами аналізу послідовності 16S рРНК, паличкоподібна GFAJ-1 розташована серед інших бактерій, що «полюбляють» середовища з високою концентрацією солей, в межах роду Halomonas^[en] сімейства Halomonadaceae. Цей рід бактерій відомий тим, що вони «полюбляють» середовище з високим вмістом арсену та мають схильність вбирати (поглинати) його своїми клітинами.

Збільшені клітини бактерії GFAJ-1, що ростуть в середовищі з фосфором. (J. Switzer Blum)

Спростування

У січні 2012 року колектив дослідників на чолі з Розі Редфілд з Університету Британської Колумбії проаналізува ДНК GFAJ-1, використовуючи метод мас-спектроскопії на основі рідинної хроматографії і не виявив Арсену. Редфілд назвала це "переконливим спростуванням" твердження оригінальної роботи. Просте пояснення росту GFAJ-1 у середовищі арсенідів замість фостатів дав колектив дослідників із Університету Маямі в Флориді. Помітивши рибосоми лабораторних штамів Escherichia coli радіоактивними ізотопами, вони виявили, що в середовищах без фосфатів арсеніди призводять до масової деградації рибосом, і цей процес постачає достатню кількість фосфатів для повільного росту стійких до арсенідів бактерій. Вони висловили припущення, що аналогчний процес відбувається в GFAJ-1 — клітини розстуть, отримуючи Фосфор із розпаду рибосом, а не замінюють його Арсеном.

Див.також

• Життя на основі арсену
• Розширений генетичний код^[en]
• Екстремофіли
• Арсенат-відновлюючі бактерії^[en]
• Отруєння арсеном^[en]
• Аналоги нуклеїнових кислот^[en]
• Хімія арсен-органічних сполук^[en]

Джерела

• Wolfe-Simon, Felisa; Blum, Jodi Switzer; Kulp, Thomas R.; Gordon, Gwyneth W.; Hoeft, Shelley E.; Pett-Ridge, Jennifer; Stolz, John F.; Webb, Samuel M.; Weber, Peter K.; Davies, Paul C. W.; Anbar1, Ariel D.; Oremland, Ronald S. (2 грудня 2010). . Science (AAAS). doi:10.1126/science.1197258. Архів оригіналу за 3 грудня 2010. Процитовано 2 грудня 2010. 

1. Felisa Wolfe-Simon, et al. (2010). A Bacterium That Can Grow by Using Arsenic Instead of Phosphorus. Science. doi:10.1126/science.1197258. 
2. Katsnelson, Alla (2 December 2010). Arsenic-eating microbe may redefine chemistry of life. Nature News. Архів оригіналу за 24 лютого 2012. Процитовано 2 грудня 2010. 
3. Palmer, Jason (December 2, 2010). . BBC News. Архів оригіналу за 3 грудня 2010. Процитовано 2 грудня 2010. 
4. Bortman, Henry (2 грудня 2010). . Astrobiology Magazine. Архів оригіналу за 4 грудня 2010. Процитовано 4 грудня 2010. 
5. . BBC News. 9 July 2012. Архів оригіналу за 11 вересня 2017. Процитовано 10 липня 2012. 
6. Tobias J. Erb; Patrick Kiefer; Bodo Hattendorf; Detlef Gunter; Julia Vorholt (July 8, 2012). . Science 337 (6093): 467–70. PMID 22773139. doi:10.1126/science.1218455. Архів оригіналу за 16 липня 2012. Процитовано 10 липня 2012. 
7. RRResearch [ 13 травня 2017 у Wayback Machine.] By Rosie Redfield. January 16, 2012
8. Marshall Louis Reaves; Sunita Sinha; Joshua Rabinowitz; Leonid Kruglyak; Rosemary Redfield (July 8, 2012). . Science 337 (6093): 470–3. PMC 3845625. PMID 22773140. doi:10.1126/science.1219861. Архів оригіналу за 16 липня 2012. Процитовано 10 липня 2012. 
9. Bortman, Henry (5 жовтня 2009). Searching for Alien Life, on Earth. Astrobiology Magazine (NASA). Архів оригіналу за 9 липня 2013. Процитовано 2 грудня 2010. 
10. Hayden, Erika Check (20 січня 2012). . Nature News. doi:10.1038/nature.2012.9861. Архів оригіналу за 22 січня 2012. Процитовано 20 січня 2012. 
11. Basturea GN, Harris TK and Deutscher MP (17 серпня 2012). Growth of a bacterium that apparently uses arsenic instead of phosphorus is a consequence of massive ribosome breakdown. J Biol Chem 287: 28816–9. PMC 3436571. PMID 22798070. doi:10.1074/jbc.C112.394403. 

Посилання

• NASA – Astrobiology Magazine: "Searching for Alien Life, on Earth" [Архівовано 9 липня 2013 у WebCite]
• NASA.gov: "NASA-Funded Research Discovers Life Built With Toxic Chemical" [Архівовано 22 серпня 2011 у WebCite] — (December 2010)
• Nature News: "Arsenic-eating microbe may redefine chemistry of life" [Архівовано 24 лютого 2012 у WebCite]
• Felisa Wolfe-Simon's web site