Arsenicleaks: La vida a base de arsenico hace aguas

Sacado del Blog: http://amazings.es/2010/12/08/arsenicleaks-la-vida-a-base-de-arsenico-hace-aguas/

Hace unos días la NASA, rodeada de un halo de misterio, anunció un descubrimiento que parecía que iba a cambiar las bases de la bioquímica. El descubrimiento en cuestión eran unas bacterias que eran capaces de sobrevivir en altas concentraciones de arsénico y de incorporarlo a sus moléculas biológicas en sustitución del fosfato. En algunos foros iban más allá y decían que esto podía ser una pista para encontrar vida en otros planetas. Incluso algún osado indicaba que esto demostraría que la vida no tuvo un origen único como creemos hasta ahora.

En un principio había cierta coherencia.

El arsénico se sitúa por debajo del fósforo en la tabla periódica, por lo que químicamente son muy parecidos, de hecho el arsénico es un veneno potente (que se lo pregunten a Agatha Christie y a muchas damas victorianas) por esta similitud. Sabemos que para obtener energía del azúcar debemos añadirle un grupo fosfato. El arsénico confunde a la enzima encargada de dicho cometido y nuestras células se mueren de hambre en presencia de este compuesto. El hecho de que una bacteria viviera en altas concentraciones de este compuesto podría indicar una bioquímica diferente… o no…

Tolerar y necesitar son dos conceptos muy diferentes. Y aquí vendría la primera crítica, no es lo mismo que la bacteria tolere concentraciones altas de arsénico, a que lo necesite para vivir. De hecho, hay bastantes organismos que toleran arsénico. Sin ir más lejos, algunas plantas tienen transportadores de arsénico y toleran altas concentraciones de este veneno, tanto, que estas plantas se utilizan para descontaminar suelos.


Felisa Wolfe-Simon y su equipo | imagen NASA
Según los autores, en sus experimentos han quitado progresivamente el fosfato del medio y lo han sustituido por arsénico. Su resultado es que las bacterias seguían creciendo. Aquí viene una posible fuente de error experimental (que ya es raro que ningún revisor del artículo les cuestionara): es prácticamente imposible eliminar todas las trazas de fosfato de cualquier medio, y por poco que quede, en la membrana de muchas células existen unos transportadores de fosfato que son capaces de captar fosfato aunque este se encuentre en concentraciones del orden de micromoles. Son los transportadores de fosfato de alta afinidad.

Estos transportadores son necesarios porque el fosfato es un elemento esencial para la vida, y en algunos medios su concentración es bajísima. Un buen ejemplo de ello son las aguas calcáreas. En dichas aguas, el fosfato, en presencia de calcio, precipita en forma de fosfato cálcico. Si tenemos mucho calcio en el medio el fosfato no será utilizable. Pues incluso en esos medios hay bacterias y algas capaces de vivir peleándose por el poco fosfato que queda. Por eso los detergentes ricos en fosfatos son tan contaminantes, por que al ser un elemento tan escaso, si lo añadimos artificialmente en grandes cantidades, las algas crecen mucho y muy rápido. El resultado es que acaban cubriendo la totalidad de la superficie del agua y consumiendo todo el oxígeno, matando así al resto de fauna y flora.

Vamos al punto gordo: si la bacteria incorpora o no el arsénico en sus biomoléculas.

Los autores lo prueban con marcaje radioactivo y ven acumulación de arsénico en las bacterias… pero no muestran datos directos de biomoléculas con arsénico como hubiera sido una estructura de ADN resuelta por cristalografía o una espectrometría de masas. Una cosa es que esté dentro de la casa y otra es que forme parte de la estructura como un ladrillo cualquiera.

Hay un experimento previo que hace sospechar. La célula es capaz de crecer en medio rico en fosfato sin arsénico… por lo tanto no parece que sea un elemento esencial, es decir, las biomoléculas pueden incorporar arsénico o fosfato, un caso sorprendente de moléculas tan importantes y que tengan composiciones alternativas. No existen transportadores de arsénico tan especificos y eficaces como los de fosfato, entre otras cosas por que el arsénico no es esencial ni es tan frecuente en la biosfera. Por lo tanto más que una nueva forma de vida, sería una forma más flexible de vida. Y formas flexibles hay muchas más, así que no es tan nueva.

Hay otro detalle que ha pasado más desapercibido y que a mi me ha hecho sospechar. Según los autores, cuando las bacterias crecen en un medio rico en arsénico tienen un tamaño superior, porque sus vacuolas aumentan de tamaño.

Para los menos entendidos, las vacuolas son orgánulos que también tienen las células eucariotas y que hacen las funciones de cubo de la basura, entre otras cosas. Es donde la célula acumula todo lo que le molesta y que no puede eliminar. En bacterias no es muy frecuente este orgánulo, presente solo en algunas familias como las sulfobacterias.

Una estrategia típica de hacer frente a un compuesto tóxico es la acumulación en vacuola, es decir, ir tomándolo del medio y metiéndolo en el cubo de la basura para que no moleste… y resulta que las bacterias crecidas en arsénico tienen la basura llena, y además han incorporado mucho arsénico, ¿no será que hay mucho arsénico en la basura y poco en el ADN? Además, el aumento del tamaño de las vacuolas es un claro signo de estrés celular. Algo les estamos haciendo a esas bacterias que les molesta. ¿ideas?

Luego hay más objeciones del tipo químico, como la poca estabilidad en agua que tendría el ADN con arsénico, y algunas de tipo social, como la necesidad de la NASA de hacer un hallazgo gordo de vez en cuando para que no les corten el presupuesto, y el interés de la principal implicada en el proyecto (manifestado en publicaciones previas) por encontrar vida basada en el arsénico… antes de haber descubierto esta bacteria.

Todo esto hace que desde que apareció la “gran noticia” se hayan alzado varias voces en contra. El artículo no tiene datos consistentes para afirmar lo que afirma. Se ha vendido la piel del oso antes de cazarlo, sólo porque parecía de buena calidad. O porque el precio era alto. Las afirmaciones de la NASA distan de explicarse únicamente con el artículo publicado en Science y deja cada vez más claro que la revista prefiere el bombazo informativo a la ciencia de calidad.

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Este artículo ha sido realizado por JM Mulet, Profesor titular de biotecnología (área de bioquímica y biología molecular) en la Universidad Politécnica de Valencia y Director del laboratorio de crecimiento celular y estrés abiótico en el instituto de biología molecular y celular de plantas, en colaboración con Lucas Sánchez, Bioquímico e investigador del Centro Nacional de Biotecnología, Cesar Tomé, Licenciado en Ciencias Químicas y Master en Neurociencia y Biología del comportamiento y Sergio Pérez Acebrón, Investigador en el German Cancer Research Center (Heidelberg-Alemania).