Финансируемый НАСА астробиологии исследований изменилась фундаментальных знаний о том, что включает в себя все известные жизни на Земле.
Исследователи проводят испытания в суровых условиях озеро Моно в Калифорнии обнаружили первый известный микроорганизм на Земле возможность процветать и размножаться использованием токсичных химических мышьяка. Мышьяка микроорганизмов заменителей фосфора в его компонентах клетки.
"Определение жизни только расширить", сказал Эд Вейлер, помощник администратора НАСА по научной миссии Управления в штаб-квартире агентства в Вашингтоне. "Как мы продолжать наши усилия по поиску признаков жизни в Солнечной системе, мы должны мыслить шире, более разнообразно и рассматривать жизнь, как мы не знаем."
Это нахождение альтернативных макияж биохимии изменит учебниках биологии и расширить сферу поиска жизни за пределами Земли. Исследования опубликованы на этой неделе Science Express.
Углерода, водорода, азота, кислорода, фосфора и серы шесть основных строительных блоков из всех известных форм жизни на Земле. Фосфор входит в состав химической основой ДНК и РНК, структуры, которые несут генетические инструкции для жизни, и считается важным элементом для всех живых клетках.
Фосфор является одним из центральных компонентов энергии несущих молекулу во всех клетках (аденозинтрифосфат), а также фосфолипидов, которые формируют все клеточные мембраны. Мышьяк, который химически похож на фосфор, является ядовитым для большинства форм жизни на Земле. Мышьяк нарушает метаболические пути, потому химически ведет себя аналогично фосфата.
"Мы знаем, что некоторые микробы могут дышать мышьяк, но то, что мы обнаружили, является микроб делать что-то новое - строительство части себя из мышьяка," сказал Фелиса Вулф-Симона, НАСА Астробиология научный сотрудник в резиденции американского Геологического Обзор в Менло-Парк, штат Калифорния, и ведущий ученый исследовательской группы. "Если что-то здесь, на Земле могут сделать что-то так неожиданно, что еще можно сделать жизнь, что мы еще не видели?"
Вновь открывшимся микроба, штамм GFAJ-1, является членом общей группе бактерий, Gammaproteobacteria. В лаборатории, исследователи успешно росли микробы из озера на диету, которая была очень худой по фосфору, но включены щедрые порции мышьяка. Когда исследователи удалены фосфора и заменил его мышьяком микробы продолжают расти. Последующие анализы показали, что мышьяк в настоящее время используется для производства строительных блоков нового GFAJ-1 клеток.
Ключевым вопросом исследователи исследовали было, когда микроб был выращен на мышьяка сделал мышьяка фактически стал включены в организмов жизненно важных биохимических машин, таких как ДНК, белков и клеточных мембран. Различные сложные лабораторные методы были использованы для определения места мышьяка было включено.
Группа решила исследовать озеро Моно-за своей необычной химии, особенно высокой солености, высокой щелочности, и высокий уровень мышьяка. Это химия, отчасти в результате изоляции озеро Моно из своих источников пресной воды в течение 50 лет.
Результаты этого исследования будут информировать текущих исследований во многих областях, в том числе исследование эволюции Земли, органическая химия, биогеохимических циклов, смягчение и исследования системы Земля. Эти данные также откроет новые горизонты в области микробиологии и других областях исследований.
"Идея альтернативного biochemistries для жизни является общим в научной фантастике", сказал Карл Пилчер, директор Института астробиологии NASA Ames на агентства исследовательский центр в Моффетт Филд, Калифорния "До сих пор жизнь форму с помощью мышьяка в качестве строительного блока только теоретическое, но теперь мы знаем, такая жизнь существует в озеро Моно ".
Команда исследователей входили ученые из Геологической службы США, Университет штата Аризона в Темпе, штат Аризона, Ливерморской национальной лаборатории в Ливерморе, штат Калифорния, Duquesne университета в Питтсбурге, штат Пенсильвания., И Стэнфордского синхротронного излучения Источник света в Менло Парк, Калифорния
Астробиологии НАСА в Вашингтоне Программа способствовала финансирование исследований через Экзобиология и эволюционной биологии и программы НАСА Астробиология института. НАСА Астробиология Программа поддерживает исследования: возникновение, развитие, распространение и будущее жизни на Земле.