30 gennaio 2012
Ricerca Indipendente Non Trova Alcuna Prova Della Vita Basata sul Arsenico
Immagine di quelli che si pensava fossero batteri in grado di metabolizzare arsenico. Credit: AAAS/Science
Nel Dicembre 2010, la NASA ospito un gruppo di scienziati che aveva un annuncio straordinario da dare al mondo: avevano trovato prove di batteri nel Lago Mono, in California, che riuscivano non solo a metabolizzare l'arsenico ma anche ad usarlo nei propri processi vitali. Questa era ovviamente una notizia enorme, dato che l'arsenico è considerato tossico per la vita basata sul carbonio. Se le forme di vita potevano evolversi in modo da elaborare e usare persino l'arsenico, questo aprirebbe una vastissima nuova frontiera nella ricerca biochimica e astrobiologica. Tuttavia, quasi immediatamente, la riceva fini sotto la lente di tanti altri scienziati che la attaccarono. Molti biochimici accusavano il team originale di non aver fatto una ricerca abbastanza attenta, di aver tralasciato molti dettagli e in sostanza di aver fatto un pessimo lavoro. Rosie Redfield, microbiologa dell'Università della British Columbia, di Vancouver, fu tra le più critiche a riguardo e decise di cercare di mettere indipendentemente alla prova la ricerca e ha fatto questo tramite il suo blog, che aggiornava durante le varie fasi della propria ricerca.
Adesso, secondo un nuovo articolo rilasciato su Scientific American, può dire con confidenza di aver chiaramente dimostrato falsa la scoperta dei suddetti organismi. "L'affermazione più straordinaria che avevano fatto era che l'arsenico veniva incorporato nella struttura del loro DNA, e quello che possiamo dire è che non c'è traccia di arsenico nel DNA." dichiara la ricercatrice.
Una dichiarazione piuttosto chiara! Il team originale, guidato da Felisa Wolfe-Simon, ha risposto dicendo che devono prima vedere una versione passata per una revisione paritaria prima di decidere cosa rispondere.
Quello che la ricercatrice Rosie Redfield ha fatto è prendere i batteri in causa, chiamati GFAJ-1, e li ha cresciti in contatto con arsenico e piccolissime quantità di fosforo, come fatto e descritto dalla Wolfe-Simon ed i suoi colleghi. Ha poi purificato il DNA dalle cellule e l'ha mandato a Marshall Louis Reaves, uno studente della Princeton University, a New Jersey. Reaves ha usato poi un gradiente di cloruro di cesio per separare le cellule di DNA in frazioni di densità variabili, poi ha usato uno spettrometro di massa per identificare gli elementi presenti in ogni frazione di DNA. Non ha scoperto alcuna traccia di arsenico nel DNA.
Grafico dei test fatti sul DNA dei microbi GFAJ-1. Ogni punto è una frazione proveniente da uno dei gradienti di Cloruro di Casio. Le linee con i simboli solidi mostrano la quantità di DNA in ogni frazione, ognuna mostra come il DNA è arrivato ad un picco intorno a 800 µl nel gradiente. Le linee con simboli aperti mostrano la quantità di arseniato in ognuna di queste frazioni, le linee sono difficili da vedere perché si trovano proprio sopra l'asse X (e questo significa che la quantità di arsenico trovata è zero. I valori reali non sono necessariamente assolutamente zero ma sono ben sotto il livello limite di rilevamento. La linea tratteggiata mostra i livelli a cui dovevano essere presenti se il 4% dei fosfati del DNA fossero stati sostituiti dal arseniato, come mostrato da Wolfe-Simon et al. Credit: Rosie Redfield
Ma resta ancora qualche piccolo dubbio sui metodi usati dalla Redfield. Per esempio, non è riuscita a crescere qualsiasi cellula interamente senza fosforo. Dato che non è chiaro quando fosforo è stato usato per far crescere i batteri nella pubblicazione originale, i suoi autori potrebbero argomentare che le cellule della Redfield non erano sufficientemente private di fosforo da essere forzate a usare l'arsenico al suo posto.
Wolfe-Simon ha anche aggiunto che non si aspetterebbe di trovare arsenico nel DNA analizzato con un gradiente a base di cloruro di cesio, perché il DNA contenente arsenico potrebbe essere così fragile da rompersi e apparire in bande separate molto pallide, lontano dal nucleo delle cellule di DNA.
Tuttavia, la Redfiled a sua volta spiega che Reaves ha analizzato tutto il DNA purificato sul gradiente, quindi avrebbe trovato eventuale tracce di arsenico. Redfield ha analizzato poi anche la dimensione del DNA dalle cellule che sono state conservate due mesi nel proprio frigorifero. I frammenti di DNA dalle cellule che sono state fatte crescere con e senza arsenico erano molto simili in dimensione e questo indicava che il DNA dalle cellule in contatto con l'arsenico non erano instabili.
David Borhani, biochimico e biologo strutturale di Harsdale, New York, avrebbe voluto vedere ulteriori esperimenti di controllo per determinare, per esempio, il più basso livello di arsenico che Redfield avrebbe potuto trovare, e scoprire dove qualsiasi traccia di arsenico del DNA dei batteri di GFAJ-1 potrebbe finire quando il DNA viene purificato su un gradiente di cloruro di cesio. "Con appropriati controlli, i dati del gradiente di cloruro di cesio costituirebbero una confutazione relativamente definitiva, almeno per la maggior parte degli scienziati" ha scritto lo scienziato in una e-mail a Nature.
Altri ricercatori che hanno pubblicato critiche riguardo alla pubblicazione originale sulla vita che metabolizza l'arsenico, dicono che la Redfield ed i suoi collaboratori hanno prodotto una confutazione ragionevole delle scoperte. Ma sarà difficile provare in maniera definitiva la completa assenza dell'arsenico nel DNA dei batteri GFAJ-1.
"Ho paura che ci sarà una prolungata e lenta battaglia tra i sostenitori delle due bari finché tutta questa storia verrà infine dimenticata, piuttosto che un ritiro della pubblicazione originale." ha spiegato Stefan Oehler, biologo molecolare del Alexander Fleming Biomedical Sciences Research Center, di Vari, Grecia.
Ronald Oremland, del US Geological Survey, a Menlo Park, Californica, che ha guidato la ricerca a sostegno della scoperta della vita basata sull'arsenico, ha dichiarato che "i nuovi dati non sembrano incoraggianti per l'ipotesi del DNA contente arsenico" ma poi aggiunge che rilascerà anch'esso un commento ufficiale solo alla luce di una revisione paritaria dei dati della Redfield.
Rosie Redfield ed i suoi collaboratori sperano di pubblicare le proprie ricerche su Science entro la fine di questo mese. La ricercatrice dice che se Science rifiuterà di pubblicare il proprio lavoro solo perché è stato discusso pubblicamente sui suoi blog, allora diventerà un'importante battaglia e discussione sulla scienza aperta (open-science).
Wolfe-Simon invece spiega che sta ancora cercando prove ulteriori di arsenico nei batteri. "Stiamo cercando tracce di arseniato nei metaboliti, oltre al DNA ed RNA, e ci aspettiamo che anche altri lo facciano. Con tutto questo sforzo congiunto della comunità , certamente potremmo saperne di più il prossimo anno."
Rosie Redfield non ha però in mente di fare ulteriori esperimenti per rispondere alle obbiezioni che gli sono state fatte dai difensori dell'ipotesi della vita ad arsenico. "Abbiamo fatto la nostra parte, questa è una dimostrazione pulita, non vedo alcun senso in spendere ancora più tempo su questo" ha dichiarato in conclusione la ricercatrice.
A mio avviso, la cosa più importante che si può trarre da questo caso, è che possiamo osservare in diretta come funziona la scienza!
http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=study-fails-to-confirm-existence
http://rrresearch.fieldofscience.com/2012/01/csclmass-spectrometry-data.html