Forse alcuni di voi ricorderanno una notizia che un paio di anni fa aveva scosso le fondamenta della biologia con la stessa veemenza che i recenti dati del CERN sul bosone di Higgs hanno fatto con la fisica. Mi riferisco al batterio che ricercatori della NASA avevano detto potesse usare l’arsenico al posto del fosforo nella backbone del DNA.
Ovviamente la notizia non era passata inosservata sulla Lega: qui e quo.
Più precisamente l’astrobiologa della NASA Felisa Wolfe-Simon sottomise a Science (!) un paper in cui acclamava la scoperta di un batterio, GFAJ-1, capace non solo di sopravvivere e crescere ad alte concentrazioni di arsenico (normalmente letale, causa stress ossidativo), ma addirittura di usarlo come atomo in sostituzione del fosforo in alcuni processi biochimici, come la sintesi del DNA.
Ora, mi rendo conto che per comprendere la portata della cosa bisogna essere un po’ addetti ai lavori, ma voi dovete pensare che il DNA ce l’hanno uguali tutti i viventi, dai virus agli elefanti. Cambiare l’atomo di P con As, pur chimicamente molto simile, comporta uno stravolgimento tale da lasciar presupporre che quella bestia abbia evoluto l’intero corredo di proteine appositamente per questo stile di vita. Già, perché, oltre a tutti gli enzimi coinvolti in mantenimento, organizzazione strutturale, replicazione, riparazione, trascrizione del DNA, anche tutti gli altri enzimi che necessitano di energia andranno modificati (invece dell’ATP devono usare l’ATAs?), e tutte le proteine che si interfacciano ad essi, insomma tutto di tutto!
Capite la portata? Sconvolgente!
E’ un po’ per questo che “giornalisti professionisti” hanno tirato fuori la ca22ata degli alieni (saranno gli stessi della particella di dio).
Il batterio in questione, a guardarlo (foto sotto), non sembra nulla di speciale.
Un normalissimo gamma-proteobatterio della famiglia delle Halomonadaceae, di forma bastoncellare, isolato dai sedimenti del Lago Mono (ultrasalino, basico e naturalmente pieno di arsenico), in California. E’ stato studiato proprio perché resistente ad altissime concentrazioni di arsenico. Questi batteri sono molto interessanti perché devono avere un qualche sistema per resistere all’inquinante o per detossificare l’interno della cellula o l’ambiente circostante. Possiamo sfruttare questi sistemi per accelerare la bonifica di acque o suoli pesantemente inquinati (bioremediation, vedete un esempio di operone per la detossificazione dell’As nell’immagine sotto, codificante per proteine che riducono ed esportano l’arsenico).
Alla NASA devono però essere venuti nei pantaloni quando si sono resi conto di avere tra le mani un batterio che ha ben pensato di prendere una sostanza tossica che gli scassa il DNA e, per non schiattare, usarlo come mattone nel… DNA. Science paper, premio Nobel, allori della cronaca…
MA…
Trattasi di eiaculazione precoce.
Le feroci critiche al paper provenienti dalla parte scettica della comunità scientifica hanno messo alle corde la ricercatrice che, dopo aver pubblicato tutti i dati in formato open, aver aiutato diversi lab a replicare gli esperimenti per confermarli, aver divulgato una sorta di FAQ in risposta alla pioggia di domande, si è vista pubblicare 2 lavori che smentiscono, almeno parzialmente la sensazionale scoperta.
Si tratta di due papers: uno di Tobias Erb e colleghi dell’Institute of Microbiology dell’ETH di Zurigo e l’altro da una collaborazione di Marshall Louis Reaves e colleghi della Princeton University, Rosemary Redfield della University of British Columbia, e Leonid Kruglyak del Howard Hughes Medical Institute.
Redfield, coautore di uno dei due contro-lavori tuona parole di fuoco su un blog (un po’ eccessive a mio giudizio):
I don’t know whether the authors are just bad scientists or whether they’re unscrupulously pushing NASA’s ‘There’s life in outer space!’ agenda.
Per riassumere, la principale critica mossa alla ricerca della NASA è che i metodi usati non garantiscono la totale deplezione del fosfato e che quindi i batteri crescono in virtù delle tracce di fosfato rimaste. Inoltre a quanto pare nel DNA non viene incorporato arsenico. L’arsenico, forse, si lega a qualche proteina.
Science pubblica questi lavori di critica come nuove informazioni sul batterio, senza ritrattare il paper del 2010:
pleased to publish additional information on GFAJ-1
Gli studi andranno avanti, ma dubito che quelle ipotesi fantascientifiche troveranno conferme.
Di positivo rimane l’approccio. La disponibilità dell’autrice a fornire tutti i dati e il materiale per replicare gli esperimenti, incoraggiare il dibattito scientifico internazionale, la collaborazione e la visione “open” di una scoperta potenzialmente straordinaria. Mettendo in gioco la faccia e la reputazione. E’ così che deve essere la scienza.
Fonti:
Phys.org qui e quo.
Paper del 2010 (open).
Risposte alle critiche nel 2011.
Paper di Erb et al. 2012 su Science.
Per tutto il resto c’è gooogle.
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arsenico al posto del forforo nella backbone
che c’è? anche i batteri possono avere perdita di scaglie cutanee.
In realtà la forfora è di origine batterica. Ovviamente batteri OGM di Monsanto. O di Big Pharma in combutta con la Garnier per farci comprare lo shampoo antiforfora(è in arrivo un altro video con la Tommasi per spiegare la questione se i rettiliani della Kerastase non la rapiscono prima)
LoL ho scritto davvero forforo
.
Corretto.
Credo che il bosone di Higgs non abbia affatto scosso le fondamenta della fisica, anzi semmai ne ha confermate un pezzettino…
Per il resto interessante articolo
confermato*
Si’, il mio riferimento era alla portata della notizia.
Storia del batterio a parte (non sono sufficientemente informato per commentare), sono contento anch’io per l’approccio. è uno dei pochi esempi di ricerca “opensource”.
Imho se si evolvesse l’opensource anche in questo campo, dato che le tecnologie lo permettono eccome, ci sarebbe una netta riduzione sui tempi di ricerca (e forse anche sui costi, inviando richieste a lab dedicati a quella data ricerca, dall’altra parte del globo)
3/4 dei dati non vengono pubblicati perche’ “non interessanti” per l’articolo, superflui, semplici test, esito negativo, ecc… Questo e’ uno spreco assurdo perche’ un esito negativo e’ pur sempre un risultato e si perdono tempo e risorse a ripetere esperimenti che altri hanno gia’ fatto ma non pubblicato. Per esempio (perche’ non credo di essermi spiegato chiaramente) io studio un proteina A, testo questa proteina per vedere se interagisce con altre 10 (B-K), trovo che interagisce con K e pubblico solo quel dato. Poi c’e’ il gruppo che studia B e vuole testare interazioni con altre proteine e ripetera’ quegli esperimenti, anche quello che io ho gia’ fatto di A con B, perche’ non lo sa. Ecc.
Un database con dati non pubblicati sarebbe di sicuro aiuto. Senza contare che spesso la ricerca privata non pubblica volutamente molti dati perche’ ci deve ricavare qualcosa di commerciabile (tipo industrie farmaceutiche).
“Mi rifersico al batterio”
Corretto.
Clos sei un ottimo divulgatore. Favvato, soprattutto per la tua concezione del metodo scientifico.
Ciao a tutti. Se posso esprimere la mia opinione, leggendo l’articolo mi è subito venuto in mente un esperimento condotto per studiare l’enzima aldolasi per impiegarla allo scopo di ottenre prodotti di condensazione aldolica (è la reazione catalizzata dall’enzima)di interesse industriale utilizzando come uno dei due substrati necessari, al posto del diidrossiacetone fosfato (DAP), il DAAs diidrossiacetone arseniato. Sorprendentemente l’enzima funziona anche se con minore efficienza e questa strategia viene impiegata a livello industriale. Questo esempio vuole solo dire che gli arseniati AsO43-hanno una chimica compatibile con quella dei fosfati che sono comunemente presenti in un organismo e in particolare nel backbone del DNA quindi io, come adetto (studio spec. in biotech) non sono sorpreso da questa possibilità per quanto stravagante.
Chimicamente fosfato e arseniato sono simili e anche secondo me molti enzimi potrebbero essere compatibili, con minor efficienza, o richiedere solo poche modificazioni per diventarlo. Questo almeno per quegli enzimi che hanno a che fare coi gruppi fosfati per il riconoscimento. Se non sbaglio l’aldolasi non usa il fosfato nel meccanismo di reazione (giusto?), ma solo per il riconoscimento o la stabilizzazione dello stato di transizione. In questi casi all’enzima interessa solo che l’As formi con gli O un bel pallone carico negativamente che viene visto come un segnale luminoso “sono qui, sono il DHAP!”, come il fosfato. Pero’ in quelle reazioni dove il fosfato reagisce (es: sintesi acidi nucleici, tutte le reazioni che coinvolgono ATP, ecc…) credo che piccole variazioni energetiche o di lunghezza nel legame As-O rispetto al fosfo-estere possano creare grossi problemi agli enzimi che dovrebbero stravolgere completamente il sito attivo per stabilizzare in modo diverso lo stato di transizione e la struttura terziaria per permettere oscillazioni piu’ o meno ampie.
Inoltre se l’As permette angoli e lunghezze di legame diversi dal P, il DNA avrebbe una struttura completamente diversa (per come la vede una proteina, dove pochi Angstrom cambiano la velocita’ di reazione di ordini di grandezza).
Tutto corretto, l’aldolasi stabilizza il DHAP attraverso il gruppo fosfato nel siuto permettendo un corretto alloggiamento del substato.Il mio commento voleva soltanto essere un “modestissimo approfondimento” sul fatto che seppure tossico per l’organismo comunque potrebbe essere compatibile con la vita in un contesto differente.
Complimenti per l’articolo, favvato all’istante
Sì cazzo.
. 
@Clostridium lascia lavoro e famiglia per concentrarti UNICAMENTE sulla scrittura dei post qui su
No sul serio: lo sai che quando mi esci con queste perle mi fai sborrare.
Bell’articolo, complimenti!
Ottimo articolo!
Ma io perchè perdo ancora tempo a leggere Le Scienze?
Veramente un ottimo esempio di divulgazione!
intanto
poi, un giorno libero dagli esami, lo leggerò. 
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L’ho letto, pensavo fosse roba più “spinta”…