Sciencemag.cz
Doporučujeme
Na důkladně medializovaný „arsenový život“ prezentovaný před zhruba 10 lety s velkou slávou NASA si možná leckdo ještě pamatuje, nakonec to skončilo celkem slušnou ostudou. Tehdy se mělo jednat o objev organismů, které by využívaly arsen namísto fosforu v nukleových kyselinách, tedy jako základní biogenní prvek. Což by svým způsobem dávalo i smysl, však fosfor je v periodické tabulce ve skupině hned nad arsenem. Možná bychom nakonec dokázali vyšlechtit bakterie, které by se tak opravdu chovaly, nicméně tehdejší studie byla, jak zněl alespoň verdikt, provedena špatně.
Nynější objev života využívajícího arsen popisuje jiný jev: bakterie, které ve vodním prostředí s nedostatkem kyslíku používají arsen k „dýchání“, tj. jako akceptor elektronů – při jeho redukci oxidují organické látky. Nakonec bakterie takto běžně kyslík nahrazují i oxidačně-redukčními reakcemi se sloučeninami dusíku či síry.
Jaclyn Saunders z University of Washington a její kolegové uvádějí, že objevili celkem dvě metabolické cesty, jak lze pomocí arsenu získávání energii. Tyto cesty mohou na sebe navíc být navázány (nebo i fungovat v cyklu), přičemž je využívají různé mikroorganismy. Ačkoliv výzkum byl proveden u oceánských mikroorganismů, bakterie dýchající arsen se zřejmě vyskytují i v některých horkých pramenech nebo na místech kontaminovaných arsenem; možná jde o druhy příbuzné. Geny pro využití arsenu se prý exprimují i v prostředí na arsen relativně chudém, takže odhalit aktivitu těchto organismů by mělo jít i v běžných prostředích. Nicméně i ve vodách chudých na kyslík by bakterie dýchající pomocí arsenu měly tvořit jen méně než 1 % veškerého bakteriálního života.
Dříve, než fotosyntéza vyprodukovala dostatek kyslíku, mohlo být využití arsenu v oxidačně-redukčních reakcích mnohem častější. Lze předpokládat, že arsenové dýchání je evolučně velmi starého data. Třeba nyní klimatické změny povedou k tomu, že vody chudé na kyslík budou častější, a tyto dnes exotické mikroorganismy se začnou šířit…
Jaclyn K. Saunders, Clara A. Fuchsman, Cedar McKay, Gabrielle Rocap. Complete arsenic-based respiratory cycle in the marine microbial communities of pelagic oxygen-deficient zones. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2019; 201818349 DOI: 10.1073/pnas.1818349116
Zdroj: ScienceDaily.com a další
Poznámka PH: Asi půjde o redukci pětimocného arsenu na trojmocný? Informace o bakteriích využívajících pro dýchání arsen se objevily již v roce 2008. Opačný proces, tj. oxidace As III na As V, je zase součástí obdoby fotosyntézy (při které se pochopitelně nevytváří kyslík; na oxidovaný arsen se naváže kyslík z vody, vodíkem redukujeme oxid uhličitý na organické látky). Zřejmě právě tyto dvě reakce představují onen cyklus zmíněný výše.
