Archivo diario: 3 diciembre , 2010

Bacterias que utilizan arsénico: algunas precauciones

La noticia ha salido hoy a bombo y platillo. Científicos de la NASA (y de otras instituciones) descubren una bacteria que emplea arsénico en lugar de fósforo. En algunos medios de comunicación se habla del descubrimiento de “un nuevo modo de vida”. Esto último es un pelín exagerado, ya que la bacteria en cuestión pertenece a una familia bien conocida (Halomonadáceas).

He podido echarle un vistazo al artículo publicado en Sciencexpress y, aun reconociendo que se trata de una bomba periodística, creo que todavía es pronto para echar las campanas al vuelo. No porque el descubrimiento no sea interesante, sino porque los autores tendrán que presentar bastante más evidencia experimental para convencer a la comunidad científica de que realmente las cosas son como ellos dicen. Pero vamos por partes.

Todos los seres vivos dependemos de 6 elementos básicos: carbono, hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, azufre y fósforo. Algunos elementos adicionales son también necesarios pero tan sólo en pequeñas cantidades (oligoelementos), como el calcio, hierro, zinc, cobre, magnesio o manganeso (básicamente, lo que contienen los complementos nutritivos minerales). En algunos casos se ha visto que es posible sustituir un oligoelemento por otro, pero el intercambio de algunos de los “seis grandes” se consideraba imposible.

El arsénico (As) es un elemento químico relativamente parecido al fósforo y  ambos ocupan posiciones contiguas en la tabla periódica. Ambos tienen un radio atómico y una electronegatividad similar, por lo que su comportamiento químico también es parecido. En particular, la forma más abundante del P en los seres vivos, el fosfato (PO4 3-), se comporta de manera muy parecida al arseniato (AsO4 3-). Precisamente en esta similitud química se basa la toxicidad del arseniato, el cual puede incorporarse en muchos procesos biológicos dado que no es distinguible del fosfato, pero las pequeñas diferencias químicas entre uno y otro hacen que muchos procesos biológicos acaben siendo inhibidos, dado que los compuestos de arseniato son mucho menos estables que los correspondientes compuestos de fosfato.

En el trabajo publicado por Felisa Wolfe-Simon y colaboradores, se describe una bacteria procedente del lago Mono de California, cuyas aguas contienen altos niveles de arsénico. Los invetigadores muestran que esta bacteria, denominada cepa GFAJ1, contiene asímismo, cantidades elevadas de este elemento. Más importante, la bacteria no crece en un medio carente de fósforo y arsénico y crece bien cuando el medio contiene fósforo. Lo novedoso es que si al medio carente de los dos elementos  se le sumisitra solo arsénico, la bacteria es capaz de crecer, aunque 10 veces menos que en presencia de fósforo.

Utilizando otras técnicas, estos investigadores demuestran también  que el arsénico está presente y es abundante en las principales moléculas orgánicas de las bacteria: DNA, proteínas y lípidos. A pertir de estos datos, los autores concluyen que la cepa GFAJ1 está utilizando arsénico en todas aquellas moléculas en las que normalmente se emplea fosfato, como el ATP o el NADPH.

Bien. Es posible que sea así y en tal caso se trata de un descubrimiento realmente importante. Sin embargo, hay muchas preguntas que deben ser abordadas antes de aceptar esta conclusión. Por ejemplo, habrá que ver si realmente las células emplean tri arseniato de adenosina en vez de su equivalente (tri fosfato de adenosina) y si este compuesto es realmente capaz de cumplir su papel esencial en el metabolismo energético.  Análogamente, habrá que excluir la posibilidad de que los compuestos se encuentren unidos a arsénico pero que la célula esté empleando el fósforo para sus reacciones bioquímicas. También habrá que excluir la posibilidad de que la alta concentración de arsénico active un transportador de fosfato que permita a la bacteria asimilar de forma muy eficiente pequeñas cantidades de este elemento. La lista de posibilidades es larga.

Me gustaría aclarar que no estoy personalment en contra de los “descubrimientos extraordinarios” y que estoy razonablemente dispuesto a cambiar de chip cuando lo exigen los datos. La “carga de la prueba” es de los autores.

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