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sexta-feira, 3 de dezembro de 2010

Nasa, bactéria, bioquímica, arsênio e paraíso.

Interessante como algumas palavras colocadas na discussão sobre a recente descoberta da NASA sobre a bactéria que incorpora arsênio no seu DNA são frutos do imaginário, mesmo de cientistas. Refiro-me especificamente ao fato do Lago Mono (na Califórnia, onde a espécie bacteriana foi coletada) ter sido tratado com local paradisíaco. De onde tiraram isso?

Lago Mono, Califórnia, USA.
A foto usada para divulgar o local da descoberta (veja acima, do site da NASA - www.nasa.gov) realmente é interessante. Mas em relação a paraíso o lago é uma tragédia: altamente salino,  alcalinidade elevada, numa região gelada e contendo muito arsênio na água. Não sei qual a filosofia escondida em se tratar o lago como paradisíaco. Só posso entender que para alguns a descoberta soou como trombetas divinas anunciando uma nova vida. Calma, gente. Menos.

Os sites da NASA (www.nasa.gov e astrobiology.nasa.gov) estão divulgando textos que eu tomei a liberdade de traduzir alguns trechos. (Frases em vermelho são algumas interpretações/esclarecimentos/divagações minhas.)


PESQUISA FINANCIADA PELA NASA DESCOBRE VIDA CONSTRUÍDA COM SUBSTÂNCIA QUÍMICA TÓXICA

Felisa Wolfe-Simon processing mud from Mono Lake to inoculate media to grow microbes on arsenic  Felisa Wolfe-Simon coleta lama do Lago Mono e inocula em meio para crescimento de micróbios em arsênio. (Crédito da imagem: Henry Bortman)

A pesquisa em astrobiologia financiada pela NASA alterou os conhecimentos fundamentais relacionados às formas de vida conhecidas na Terra (melhor dizer que alterou um aspecto, não todos). Pesquisadores realizaram coletas no ambiente rigoroso do Lago Mono (Califórnia) e descobriram os primeiros micro-organismos terrestres capazes de desenvolvimento e reprodução usando o arsênio, elemento químico tóxico. O micro-organismo substitui fósforo por arsênio em componentes celulares. (Alguns dados divulgados indicam que o desenvolvimento e a reprodução tiveram algum grau de comprometimento.)
"A definição de vida acaba de ser expandida," disse Ed Weiler, administrador da NASA. "Como nós prosseguimos nossos esforços para procurar sinais de vida no sistema solar,  nós temos de pensar mais amplamente, de forma mais diversa e considerar a vida em formas que nós não conhecemos."
Esse achado de uma via bioquímica alternativa alterará os livros de biologia (acrescentará alguns parágrafos, mas abrirá uma boa discussão sobre conhecimentos científicos, verdades, dogmas e por aí vai - para mim o aspecto mais importante do ponto de vista pedagógico) e expandirá o alcance da procura de vida fora da Terra (não sei como, uma vez que o fósforo é muito mais abundante do que o arsênio e muito mais estável em meio aquoso. Talvez se considerarmos que "daqui pra frente, tudo vai ser diferente".)
Carbono, hidrogênio, nitrogênio, oxigênio, fósforo e enxofre são os seis constituintes básicos dos "tijolos" com os quais são formadas todas as formas de vida na Terra (ressalte-se: conhecidas na Terra - afinal de contas só conhecemos vida aqui, por enquanto). Fósforo é parte da "espinha dorsal" do DNA e do RNA, as estruturas que carregam instruções para a vida, e são consideradas substâncias essenciais para as células vivas (a expressão "espinha dorsal" remete a ideia de algo fundamental. Não é bem assim. O fósforo mantém as unidades moleculares unidas, mas a "espinha dorsal", o "cerne" o "segredo" do DNA está escrito nas bases nitrogenadas que nem estão ligadas aos grupos fosfato diretamente). Fósforo é um componente importante das moléculas que transferem energia nas células (ATP - adenosina trifosfato) e também dos fosfolipídeos presentes nas membranas celulares. Arsênio, o qual é quimicamente similar ao fósforo, é venenoso para a maioria das formas de vida da Terra. Arsênico altera quimicamente as vias metabólicas devido a sua semelhança com o fosfato. (Aguardo o artigo para verificar até que ponto a bactéria substituiu o fósforo nos componentes celulares citados - fosfolipídeos e ATP.)
"Nós sabemos que alguns micróbios podem utilizar arsênico nos processos respiratórios, mas nós encontramos um micróbio fazendo algo novo - construindo partes de si próprio com arsênio," disse Felisa Wolfe-Simon, uma pesquisadora em astrobiologia, principal cientista da equipe de pesquisa. "Se alguma coisa aqui na Terra pode fazer algo tão inesperado o que mais podem fazer as formas de vida que nós não conhecemos ainda?" (É Felisa, pergunta interessante. Por acaso você está assumindo que qualquer outra forma de vida conhecida terá que usar obrigatoriamente as mesmas moléculas - DNA, RNA, ATP, proteínas, lipídeos, açúcares - que nós usamos aqui no planetinha?)
O micróbio recentemente descoberto, GFAJ-1, é  um membro de um grupo de bactérias, as Gammaproteobactérias. Em laboratório (em laboratório, vamos frisar isso), os pesquisadores obtiveram sucesso com o crescimento dos micróbios do lago em um meio pobre em fósforo, mas incluindo generosas adições de arsênio. Quando os pesquisadores removeram o fósforo substituindo-o por arsênio os micróbios continuaram a crescer. Análises subsequentes indicaram que o arsênio estava sendo usado para produzir os "tijolos" de novas células de GFAJ-1.
A questão-chave para os pesquisadores se refere ao crescimento em meio contendo arsênio e a real incorporação desse elemento na maquinaria bioquímica vital, como DNA, proteínas e membranas celulares Uma variedade de técnicas sofisticadas de laboratório foi usada para determinar onde o arsênico foi incorporado. (Ansioso para ler mais a respeito...)
A equipe optou por explorar o lago Mono por causa da sua composição química incomum, especialmente a sua alta salinidade, alcalinidade alta e níveis elevados de arsênico (já tem um tempo que a NASA vem procurando coisas estranhas em ambientes esquisitos). Essa química do lago é em parte o resultado do isolamento do lago Mono das fontes de água doce por 50 anos.
Os resultados deste estudo irão influenciar nas pesquisas em muitas áreas, incluindo o estudo da evolução da Terra, a química orgânica, ciclos biogeoquímicos e a mitigação de doenças (ahn?). Esses achados também vão abrir novas fronteiras em microbiologia.
"A ideia de bioquímicas alternativas para a vida é comum na ficção científica," disse Carl Pilcher, diretor do Instituto de Astrobiologia da NASA. "Até agora, uma forma de vida usando o arsênio como um elemento de construção era apenas teórica, mas agora sabemos que tal organismo existe no lago Mono. (É, mas só faz isso em laboratório, com altas doses de arsênio e sem fósforo, né?)"
O Programa de Astrobiologia da Nasa, em Washington contribuiu com o financiamento da investigação através do seu Programa de Exobiologia e Biologia Evolutiva e do Instituto de Astrobiologia da NASA. O Programa de Astrobiologia da NASA apoia a investigação sobre a origem, evolução, distribuição e futuro da vida na Terra.


PEGUE SEU LIVRO DE BIOLOGIA... E UMA BORRACHA! (Melhor pegar apenas um lápis e anotar ao lado as novas informações. Se tudo se confirmar, passe a caneta por cima!)



©2010 Henry Bortman
Geomicrobióloga Felisa Wolfe-Simon, coletando sedimentos nas águas rasas do lago Mono (Califórnia). Wolfe-Simon cultivou os organismos utilizadores de arsênio obtidos nesse ambiente hipersalino e altamente alcalino. Crédito da imagem: Henry Bortman
Um dos pressupostos básicos sobre a vida na Terra deve ser revisto graças a pesquisas financiadas pelo Programa de Astrobiologia da NASA (perceba em todos os textos várias referências à questão do financiamento). A geomicrobióloga Felisa Wolfe-Simon descobriu uma bactéria no Lago Mono (Califórnia) que utiliza arsênio em vez de fósforo em seu DNA (seria melhor dizer: que pode utilizar).  Até o momento, acreditava-se que toda forma de vida requeria fósforo como um elemento fundamental da "espinha dorsal" que mantém o DNA unido (mantém os nucleotídeos do DNA unidos). A descoberta de organismos que proliferam em arsênio venenoso amplia a nossa reflexão sobre a possibilidade de vida em outros planetas, e pede uma revisão dos livros de biologia devido a mudança na compreensão da origem da vida a partir dos elementos considerados como tijolos para sua construção. [...]
O artigo científico aparece em ensaio na "Science Express" e será subsequentemente publicado no periódico Science. (Como no caso da ovelha Dolly, a mídia se sobrepõe à divulgação científica pelas vias corretas. A procura de notoriedade e espaço na mídia pode esconder outros interesses, como a necessidade de mais verbas para a pesquisa.)


PS.: Antes que alguém critique minhas observações, convém ressaltar alguns aspectos:
(1) Acho importantíssima a descoberta. Muito interessante e promissora no entendimento daquilo que entendemos como vida do ponto de vista bioquímico. Acho muito significado em entendermos que os seres vivos são muito plásticos, muito mais adaptáveis do que poderíamos supor. Darwin teria um êxtase com essa informação.
(2) A NASA criou um teatro desnecessário. Talvez faça parte (Teoria da Conspiração) de uma estratégia de preparação das pessoas para a divulgação futura de achados mais espetaculares. Mas não é legal essa coisa de colocar a mídia na frente da publicação científica. A revisão por pares fica bem comprometida desse jeito.
(3) Vou acrescentar a informação na minha apostila de Biologia, sem a necessidade de usar borracha.

Tradução e acréscimos: Ramon Lamar de Oliveira Junior

5 comentários:

  1. NCHOPS - Nitrogênio, Carbono, Hidrogênio, Oxigênio, Fósforo (Phosphorus) e Enxofre (Sulphur).

    Átomos essenciais presentes na constituição e no funcionamento dos processos bioquímicos dos organismos. Aprendi no início do estudo da bioquímica celular com o escritor deste blog.
    É muito surpreendente a descoberta que foi feita com o Arsênio, e penso que o campo de pesquisa e resposta para as perguntas e hipóteses vai se expandir, afinal, é só o início...
    Ramon, vc é fantástico cara, muito legal todo esse conteúdo que vc postou aqui: muito claro, fácil de entender e com uma qualidade... Parabéns.

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  2. Infinitas deversidades em infinitas combinações, ja dizia o velho Spock....heheedesculpe a brincadeira com o assunto sério e parabéms pelo seu blog bastante interessante

    Abraço

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  3. Muito bom o texto.
    Desconhecia o fato de o arsênio ter sido inserido em laboratório, mas o meio que eles criaram não reproduziam exatamente o meio que havia no lago?
    Não creio que bactéria tenha substituído todo seu fósforo (se fosse o caso) por arsênio porque estava em um meio de laboratório. Não creio que esse ponto seja assim tão questionável.
    Aguardaremos o artigo. Sendo assim ou não, a descoberta, mesmo que seja "apenas" uma bactéria capaz de alterar sua via metabólica, é uma descoberta fantástica!

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  4. Fernanda, pelo que entendemos a bactéria foi colocada em um meio isento de fósforo e rico em arsênio. O lago até tem arsênio, mas não é isento de fósforo.
    Abraços.

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