Ende 2010 setzte die NASA das Internet in Schwung, als sie eine Pressekonferenz einberief, um einen astrobiologischen Befund zu erörtern, der sich auf die Suche nach außerirdischem Leben auswirken würde. Aber die Beweise wurden auf der Erde gefunden; ein Bakterienstamm im kalifornischen Lake Mono, dessen genetische Struktur Arsen enthielt. Die Entdeckung implizierte, dass das Leben ohne die Elemente gedeihen könnte, nach denen die NASA normalerweise sucht, hauptsächlich Kohlenstoff und Phosphor. Jetzt stellt eine neue Studie die Existenz von Lebensformen auf Arsenbasis in Frage.
Das Papier von 2010, in dem das Leben auf Arsenbasis angekündigt wurde: „Arsen fressende Mikroben können die Chemie des Lebens neu definieren“, wurde von einem Wissenschaftlerteam unter der Leitung von Felisa Wolfe-Simon verfasst. Das Papier erschien in Wissenschaft und widerlegte die lang gehegte Annahme, dass alle Lebewesen Phosphor benötigen, um zu funktionieren, sowie andere Elemente wie Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff.
Das Phosphation spielt in Zellen mehrere wesentliche Rollen: Es behält die Struktur von DNA und RNA bei, verbindet sich mit Lipiden zu Zellmembranen und transportiert Energie innerhalb der Zelle durch das Molekül Adenosintriphosphat (ATP). Die Suche nach einem Bakterium, das anstelle von Phosphat normalerweise giftiges Arsen verwendet, hat die Richtlinien erschüttert, die die Suche der NASA nach Leben auf anderen Welten strukturiert haben.
Die Mikrobiologin Rosie Redfield stimmte dem Artikel von Wolfe-Simon jedoch nicht zu und veröffentlichte ihre Bedenken als technische Kommentare in späteren Ausgaben von Wissenschaft. Dann stellte sie die Ergebnisse von Wolfe-Simon auf die Probe. Sie leitete ein Wissenschaftlerteam an der University of British Columbia in Vancouver und verfolgte ihre Fortschritte online im Namen der offenen Wissenschaft.
Redfield folgte dem Verfahren von Wolfe-Simon. Sie züchtete GFAJ-1-Bakterien, den gleichen Stamm wie im Mono-See, in einer Arsenlösung mit einer sehr geringen Menge Phosphor. Anschließend reinigte sie die DNA aus den Zellen und schickte das Material an die Princeton University in New Jersey. Dort trennte der Doktorand Marshall Louis Reaves die DNA mittels Cäsiumchlorid-Zentrifugation in Fraktionen unterschiedlicher Dichte. Cäsiumchlorid, ein Salz, erzeugt einen Dichtegradienten, wenn es mit Wasser gemischt und in eine Zentrifuge gegeben wird. Jegliche DNA in der Mischung setzt sich abhängig von ihrer Struktur während des gesamten Gradienten ab. Reaves untersuchte den resultierenden DNA-Gradienten unter Verwendung eines Massenspektrometers, um die verschiedenen Elemente bei jeder Dichte zu identifizieren. Er fand keine Spur von Arsen in der DNA.
Die Ergebnisse von Redfield sind an sich nicht schlüssig. Ein Experiment reicht nicht aus, um Wolfe-Simons Arsen-Life-Paper endgültig zu widerlegen. Einige Biochemiker sind bestrebt, die Forschung fortzusetzen, und möchten den niedrigstmöglichen Arsengehalt ermitteln, den die Redfield-Methode ermitteln kann, um genau zu bestimmen, wo Arsen aus der GFAJ-1-DNA auf einem Cäsiumchlorid-Gradienten landet.
Wolfe-Simon hält Redfields Ergebnisse auch nicht für schlüssig. Sie sucht immer noch nach Arsen im Bakterium. „Wir suchen nach Arsenat in den Metaboliten sowie in der zusammengesetzten RNA und DNA und erwarten, dass andere das Gleiche tun. Mit all diesen zusätzlichen Anstrengungen der Community werden wir bis zum nächsten Jahr sicherlich noch viel mehr wissen. “
Redfield plant jedoch keine Folgeexperimente, um ihre ersten Ergebnisse zu stützen. "Was wir sagen können ist, dass die DNA überhaupt kein Arsen enthält", sagte sie. "Wir haben unseren Teil getan. Dies ist eine saubere Demonstration, und ich sehe keinen Grund, mehr Zeit damit zu verbringen. “
Es ist unwahrscheinlich, dass Wissenschaftler die Existenz von Leben auf Arsenbasis bald endgültig beweisen oder widerlegen werden. Vorerst wird die NASA ihre Suche nach außerirdischem Leben wahrscheinlich auf phosphorabhängige Formen beschränken, von denen wir wissen, dass sie existieren.
Quelle: nature.com
