En gruppe forskere under ledelse av Felisa Wolfe-Simon fra NASA Astrobiology Institute har dyrket fram en bakterie der fosfor er erstattet med arsen som byggestein i livets viktigste molekyler, proteiner og arvestoff.

Når forskere hittil har lett etter spor av liv på fjerne kloder, har de sett etter livets signatur i form av lysspektre fra stoffer som er nødvendige for jordisk liv: oksygen, nitrogen, karbon, hydrogen, svovel – og fosfor.

Nå må de trolig forberede seg på at liv kan være bygget opp av helt andre stoffer, for eksempel arsen. Søket må utvides.

Giftstoff bygger liv

Normalt er arsen giftig for liv på jorda. Det kommer av at arsen har nesten like egenskaper som fosfor, og lett tar fosforets plass i stoffskiftet.

Og siden arsen er mer ustabilt enn fosfor i mange forbindelser, ødelegger stoffet for disse livsviktige biokjemiske reaksjonene.

Men bakterien som Wolfe-Simon og kollegene hennes har funnet, klarer mer enn bare å tåle arsen. Den tar altså arsen i bruk som ett av de livsviktige grunnstoffene som livet trenger for å leve.

Leteaksjon

Allerede i 2006 foreslo Wolfe-Simon at slike bakterier kunne finnes. Også andre forskere har spekulert over om liv kanskje kan lages av helt andre stoffer. Men det har blitt med løse hypoteser.

Wolfe-Simon hadde en mer konkret målsetting: Hun ville lete etter en helt spesiell fremmed livsform, bygget på arsen. Og hun visste hvor hun kunne lete.

Som på fremmed klode

Mono Lake er som et landskap klippet ut av en science-fiction-film. Kalkstein peker som forvitrede fingre opp mot ørkenhimmelen fra den gamle vulkanske kratersjøen.

Vannet er saltere enn sjøvann, basisk og giftig med høyt innhold av arsen.

Derfor har Wolfe-Simon samlet gjørme fra bunnen av sjøen på leting etter mikroorganismer som kan ta i bruk dette grunnstoffet.

Dyrket fram i arsen

Hun dyrket gjørmen i agar, et lag av nærende gelé. Så tilsatte hun gradvis mer og mer arsenholdige stoffer.

Blant de bakteriekulturene som overlevde, plukket hun ut noen som ble dyrket videre i stadig høyere konsentrasjoner av arsen og nesten helt uten fosfor.

Slik fant Wolfe-Simon fram til bakterien GFAJ-1, av familien Halomonadaceae i gruppen proteobakterier, i slekt med mer kjente varianter som salmonella og E-coli.

GFAJ-1 vokste ikke like raskt som i fosfor, men klarte likevel å overleve i det arsenholdige næringsmediet.

Det neste trinnet ble å undersøke om bakterien bare holdt ut med arsenet, eller om grunnstoffet faktisk ble tatt i bruk som en byggestein i livets molekyler.

Etter å ha sporet arsenatomene i både proteiner og DNA, var det ingen tvil lenger: GFAJ-1 var den første bakterien som kunne leve med en annen og hittil ukjent form for biokjemi.

Annen biokjemi på fremmede kloder

Selv om bare én av kroppens viktigste byggesteiner er byttet ut i GFAJ-1, er en barriere brutt.

Bakterien viser at det vi trodde var ugjestmilde og giftige miljøer, isteden kan vise seg å være nærende for helt andre typer biokjemier bygget av andre stoffer, kanskje særlig på fremmede kloder.

- Denne historien handler ikke om arsen og Mono Lake, sier Felisa Wolfe-Simon i en pressemelding.

- Hvis noe her på jorda kan gjøre noe så uventet, hva ellers kan livet gjøre som vi ennå ikke har sett? Nå er tiden kommet til å finne det ut.

Resultatene blir publisert på nettsidene til tidsskriftet Science, publisert av AAAS, den 2. desember 2010. Samtidig blir de offentliggjort på en pressekonferanse som den amerikanske romfartsorganisasjonen NASA holder fra hovedkvarteret i Washington DC.

Referanse og lenke:

Felisa Wolfe-Simon et.al: A Bacterium That Can Grow by Using Arsenic Instead of Phosphorus, Science Express 2. desember 2010

Pressekonferansen overføres på NASAs nett-tv 2. desember klokka 2:00 PM EST (21:00 norsk tid)