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Uma nova bactéria devoradora de arsênio muda a visão dos cientistas dobre a vida em outros planetas.

2 de dezembro de 2010

Por Carrie Arnold, Colaborador do ISNS
Inside Science News Service

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A cepa GFAJ-1 de bactérias usa arsênibo onde outras espécies usam fósforo.

Crédito da imagem: Cortesia da Science/AAAS

WASHINGTON (ISNS) — Uma espécie de bactérias descoberta na California pode ser capaz de sobreviver em condições dignas de outro planeta. Ela pode fazer um lanchinho de arsênico como se o veneno fosse requeijão e biscoitos.

O arsênico é um notório veneno que tem tido um papel importante em novelas de crime e mistério. No entanto, um estudo recente mostra que esta bactéria não só pode tolerar a toxina metálica, como pode incorporar impunemente o arsênico em seu DNA e proteínas.

“Esse estudo é uma novidade muito entusiasmante”, declarou o bioquímico Barry Rosen da Universidade Internacional da Florida em Miami que não participou do estudo. “Nenhum outro organismo já identificado é capaz de fazer isso”. 

Muitas outras bactérias podem transformar o arsênico em compostos químicos inofensivos, diz Rosen, mas este é o primeiro micróbio que realmente incorpora o arsênico em suas bio-moléculas.

Todas as espécies de vida – desde micróbios até os mamíferos, passando por aquilo que podemos um dia encontrar em Marte – precisa de seis elementos: carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, fósforo e enxofre. Sem esses elementos, os biólogos acreditam que a vida não pode existir. 

Entretanto, o arsênico é um parente próximo do fósforo. Tão próximo que alguns astro-biólogos – cientistas que estudam a origem e a evolução da vida no universo – se perguntavam se alguns organismos poderiam usar arsênico no lugar do fósforo em suas reações bioquímicas.

As bactérias que vivem nas profundezas salobras e ricas em arsênico do Lago Mono no Leste da California, claramente evoluíram de modo a poder tolerar o arsênico, mas a equipe de cientistas liderada por Felisa Wolfe-Simon do Instituto de Astro-biologia da NASA em Menlo Park, California, foi um passo adiante. Uma vez que o arsênico é tóxico para os seres humanos precisamente porque nossos corpos o usam como um (mau) sucedâneo para o fósforo, Wolfe-Simon questionou se alguns organismos não poderiam ter-se adaptado para realizar essa substituição.

O resultado da pesquisa, publicado hoje online na Science,
apresentou ao mundo um tipo de bactéria Halomonadaceae [nota do tradutor: uma família de Proteobactérias] amantes do sal chamado GFAJ-1, que podem usar o arsênico em substituição ao fósforo, sem efeitos adversos aparentes.

Wolfe-Simon e seus colegas coletaram amostras de lodo do fundo do Lago Mono e tentaram cultivar as bactérias em um ambiente isento de fósforo. Incapacitado de formar fosfatos, organismo algum deveria ter prosperado. Porém, Wolfe-Simon descobriu que a GFAJ-1 realmente prosperava em um meio isento de fósforo.

“Para ser honesta, eu pensei que tinha feito alguma lambança”, confessa Wolfe-Simon. Repetidas experiências mostraram a Wolfe-Simon que ela não tinha cometido um erro: as [colônias de] bactérias estavam realmente crescendo sem fósforo.

Os resultados iniciais de Wolfe-Simon indicavam que a GFAJ-1 não precisava de arsênico para crescer – na verdade elas cresciam 1,6 vezes mais rápido quando dispunham de fósforo, em lugar de arsênico – mas também não dependiam só de fósforo.

Os pesquisadores então cultivaram a GFAJ-1 em arsênico radioativo, para ver se elas estavam realmente usando arsênico no lugar do fósforo. Em células normais, os grupos de fosfatos são ligados às proteínas, ligando e desligando estas, o que afeta o metabolismo das células. Moléculas de gordura com grupos de fosfatos formam a membrana da célula e a estrutura da molécula de DNA é feita de açúcares e fosfatos.

Depois que as GFAJ-1 tiveram tempo de incorporar o arsênico radioativo,
Wolfe-Simon isolou e separou as bactérias em proteínas, lipídios e ácidos nuclêicos. Os pesquisadores encontraram radiatividade em cada uma das três frações, o que indicava que a GFAJ-1 estava usando o arsênico em suas biomoléculas.

De acordo com Rosen, ainda são necessários mais estudos para demonstrar que o arsênico realmente substituiu o fósforo.

“Eles não demonstraram que qualquer molécula específica tenha arsênico nela e, se ela contiver arsênico, que ela ainda está ativa e funcional”, pondera Rosen. “Isso tem várias implicações para a vida extraterrestre que pode usar um tipo de química diferente daquela que temos na Terra”.

Astro-biólogos normalmente procuram por sinais de vida em outros planetas na forma de traços químicos dos seis elementos necessários para a vida. Essas descobertas podem significar que os cientistas precisam abrir o leque de assinaturas químicas da presença de vida. Embora mais estudos sejam necessários para comprovar que o arsênico foi realmente empregado no lugar do fósforo, tanto Rosen, como Wolfe-Simon declararam que as implicações são relevantes.

“[O presente estudo] implica em mudarmos a maneira como pensamos em ciência e mudarmos a maneira como pensamos a respeito de vida”, declarou Wolfe-Simon. “Se sabemos tão pouco sobre a vida aqui na Terra, como vamos encontrá-la em outro lugar?”