Dienstag, 10. Juli 2012

NASA-Irrtum: "Arsenbakterium" ist doch gewöhnliche Lebensform


Das vermeintliche "Arsen-Bakterium" GFAJ-1 unter dem Mikroskop. | Copyright: Jordi Spitzer Blum / NASA

Zürich (Schweiz) - Die Entdeckung schien sensationell und wurde von der US-amerikanischen Raumfahrtbehörde NASA 2010 mit einer groß angelegten Pressekonferenz gewürdigt - erklärte man doch nicht weniger, als eine neue bzw. bislang unbekannte Form von irdischem Leben entdeckt zu haben (...wir berichteten). Jetzt liegen die Ergebnisse von zwei Kontrollstudien vor, die beide zum gleichen Ergebnis kommen: Auch die entdeckten, wenn auch arsentoleranten Mikroben brauchen Phosphor und brechen bzw. erweitern damit doch nicht die chemischen Gesetze des irdischen Lebens.

Schon unmittelbar nach Bekanntgabe der ersten Untersuchungsergebnisse durch NASA-Astrobiologin Felisa Wolfe-Simon von der "U.S. Geological Survey" (heute an der Berkeley National Laboratory in Berkeley tätig) regte sich heftiger Widerstand und scharfe Kritik an der Interpretation der Daten im Sinne einer neuen Lebensform, die statt dem üblichen Phosphor, das eigentlich hochgradig giftige Arsen zum Aufbau ihrer DNA nutzen sollte (...wir berichteten).

18 Monate später kommen nun zwei im Fachmagazin "Science" veröffentlichte Kontrollstudien zu dem Ergebnis, dass das entdeckte Bakterium mit der Bezeichnung "GFAJ-1" zwar in stark arsen-gesättigter Umgebung gedeiht, dass aber auch diese Lebensform - wie alles bislang bekannte Leben auf der Erde - nicht ohne Phosphor auskommt und Arsen nicht in seine Eiweiße, Fette und sogar das Erbgutmolekül DNS einbaut.

www.grenzwissenschaft-aktuell.de
+ + + HIER können Sie unseren täglichen Newsletter bestellen + + +

Die von Wolfe-Simon 2010 ebenfalls in "Science" veröffentlichte Studie nahmen die Mikrobiologin Rosie Redfield von der University of British Columbia in Vancouver und die Schweizer Wissenschaftler Tobias Erb und Julia Vorholt von der ETH Zürich zum Anlass ihrer Kontrollstudien am gleichen Organismus: Die Ergebnisse beider Studien stimmen überein, konnten Wolfe-Simons Beobachtungen nicht reproduzieren und in der DNA von GFAJ-1 keinerlei nachweisbare Arsenverbindungen finden. "Damit bleibt ein zentrales Dogma der Biologie weiterhin bestehen," so das Schweizer Team. "Dieses besagt, dass alles organische Leben auf der Erde, vom winzigsten Mikroorganismus bis zum Menschen, aus sechs Grundbausteinen aufgebaut ist: Kohlenstoff, Sauerstoff, Schwefel, Stickstoff, Wasserstoff und Phosphor."

Mithilfe Hochauflössender Massenspektrometrie und einer neuentwickelten computergestüzten Analyse, die alle möglichen Kombinationen arsenhaltiger Biomoleküle simuliert, warf das ETH-Team aus Mikrobiologen und analytischen Chemikern erstmals einen detaillierten und systematischen Blick in den Stoffwechsel des Mikroorganismus und suchten gezielt nach Arsen-Verbindungen im Zellinnern von GFAJ-1-Bakterien.

Dabei fanden sie zwar tatsächlich einige arsenhaltige Zucker-Moleküle. Doch werde, entgegen der Annahme der NASA-Wissenschaftler, der Arsen-Zucker nicht aktiv vom Bakterium selbst gebildet. Stattdessen handele es sich um einen "spontanen Prozess".

In weiteren Experimenten konnte dann anhand sogenannter Isotopenmarkierungs-Studien zudem einen funktionierende Phosphatstoffwechsel des vermeintlichen "Arsen-Bakteriums" nachgewiesen, jedoch keine Hinweise auf eine Verstoffwechselung der Arsenzucker gefunden werden. "Demzufolge gibt es keinen Anhaltspunkt, dass GFAJ-1 mit Hilfe arsenhaltiger Biomoleküle wächst oder sie aktiv als Zellbaustein nutzt", so das Ergebnis aus Zürich.

Gemeinsam mit ETH-Professor Detlef Günther und Senior Researcher Bodo Hattendorf, beides Experten für Spurenelement- und Mikroanalytik am Labor für anorganische Chemie, konnten Vorholt und ihr Team außerdem zeigen, dass die robusten Mikroben äußerst effizient Spuren von Phosphat aus der Umwelt aufnehmen können. "Diese Fähigkeit ermöglicht es dem Bakterium trotz hoher Arsenkonzentrationen in der Umwelt genügend Phosphat zur Synthese der wichtigsten Lebensbausteine bereit zu halten", sagt Julia Vorholt. So bestünden auch die Hauptstränge der DNS des Arsen-Bakteriums, das sogenannte Rückgrat der Erbinformation, aus Phosphat und nicht aus dem giftigen Halbmetall. "Wir konnten in den DNS-Strängen keinerlei Spuren von Arsen nachweisen".

Eine Überprüfung der 2010 von der NASA publizierten Daten durch die Schweizer Forscher kommt zudem zu dem Schluss, dass auch bei der ursprünglichen Isolierung des Bakteriums sehr geringe Spuren von Phosphat im Nährmedium vorhanden waren, die offenbar für das Wachstum des Bakteriums ausreichten. Wahrscheinlich seien die Phosphatspuren von den NASA-Wissenschaftlern unterschätzt worden, vermutet das Autorenteam der ETH Zürich.

WEITERE MELDUNGEN ZUM THEMA
Arsen-Mikroben: Scharfe Kritik an Studie und Schlussfolgerungen der NASA über neue Lebensform im Salzsee
9. Dezember 2010
Neu entdeckte Lebensform in Salzsee erweitert Definition für Leben

3. Dezember 2010
AstroLeak: Wird die NASA über unbekannte Lebensformen in alkalischem Salzsee berichten?

2. Dezember 2010
Leben im All: NASA kündigt Pressekonferenz zu "astrobiologischer Entdeckung" an

30. November 2010
Forscherin sucht im Mono Lake nach unbekannten Lebensformen
9. März 2010
Hypothese Schatten-Biosphären: Astrobiologen spekulieren über bizarre Formen des Lebens
26. Februar 2010
Neue Form Arsen-umwandelnder Bakterien entdeckt
16. August 2008


grenzwissenschaft-aktuell.de
Quellen: ethz.ch, nature.com, scientificamerican.com, sciencemag.org
Copyright: grenzwissenschaft-aktuell.de
(falls nicht anders angegeben)


Für die Inhalte externer Links übernehmen wir keine Verantwortung oder Haftung.


WEITERE MELDUNGEN finden Sie auf unserer STARTSEITE