Eccolo, nell'immagine a lato, il batterio che di se ha fatto tanto parlare in questi giorni. Innanzitutto bisogna dire che tutti gli organismi per funzionare adeguatamente, devono continuamente costruire nuovi componenti celluari e per farlo devono avere a disposizione un preciso gruppo di elementi. Sono noti anche come macroelementi o macronutrienti, perchè i microrganismi, ma il discorso vale anche noi, ne abbisognano in quantità veramente elevate, sono gli elementi che rendono possibile la sintesi di carboidrati, lipidi, proteine, acidi nucleici ecc...gli elementi sono carbonio (C), idrogeno (H), azoto (N), ossigeno (O), zolfo (S), fosforo (P). Ce ne sono anche altri, per lo più ioni, ma questi sei elementi rappresentano lo scheletro di tutte le molecole organiche. Attraverso questa scoperta dicono gli scienziati, nonostante questi elementi siano i mattoni della materia vivente, è teoricamente possibile che altri elementi che ritroviamo sulla tavola periodica possano essere utilizzati efficacemente allo stesso modo.
Il batterio in questione è un ceppo di gammaproteobacteria (GFAJ-1) appartenente alla famiglia dei Halomonadaceae.
Non si ancora capito perchè il microganismo abbia un debole per l'arsenico. Evidentemente si è adattato a vivere in un ambiente dove la presenza dell' arsenico era molto elevata , e quindi ha imparato a sfruttare sia il fosforo e l'arsenico, ma è ancora tutto da dimostrare.
Oremland coautore della scoperta aveva già osservato in passato che i batteri presenti nel lago Mono Lake, ricco di arsenico, utilizzano questo elemento in genere molto tossico in reazioni fotosintetiche ma nessuno aveva dimostrato l'assorbimento di questo elemento per uso interno.
Wolfe-Simon e colleghi hanno raccolto fango e altri sedimenti dal lago Mono e hanno coltivato in laboratorio i batteri prelevati hanno poi eseguito una serie di diluizioni destinate a sostituire ogni residuo di fosfato in soluzione con quantità sempre più elevate di arseniato. Hanno trovato che un tipo di microbo nel mix sembrava crescere più rapidamente di altri.
In seguito hanno marcato radioattivamente l'arseniato che veniva aggiunto nel mezzo di coltura in modo tale da poter seguire la sua distribuzione, è stato osservato che l'arsenico era presente nel batterio ed era contenuto in proteine, lipidi e metaboliti, come ATP e glucosio, così come negli acidi nucleici che componevano il suo DNA e RNA. Le quantità di arseniato rilevate sono stati simili a quelle attese per il fosfato nelle cellule normali, il che suggerisce che il composto è stato utilizzato nello stesso modo in cui sarebbe usato normalmente il fosfato nella cellula.
Il team ha utilizzato due diverse tecniche di spettrometria di massa per confermare che il DNA del batterio conteneva arsenico, dimostrando che l'elemento aveva assunto il ruolo di fosfato nel tenere insieme la spina dorsale del DNA. Ulteriori analisi hanno poi confermato che lo ione arseniato effettuava legami con il carbonio e con l'ossigeno più o meno allo stesso modo del fosfato.
Ora ci sono una serie di domande a cui si dovrà rispondere. Ad esempio, se il fosfato contenuto in na molecola come l'ATP è stato scambiato con l'arseniato, che effetto ha sulle fnzioni importanti da essa svolta nella cellula? come fa ad essere altrettanto efficiente? Nei processi metabolici in cui l'arseniato si legherebbe con il glucosio, se è risaputo che l'arseniato è più instabile nel contribuire alla formazione delle molecole organiche, come è possibile che sia altrettanto o similmente efficace? E i gruppi fosfato si legano alle proteine e che svolgono un ruolo importante in quelle modifiche di strutture funzionalità di quest'ultime? come può l'arseniato esere in grado di effettuare un lavoro similmete efficace?
Lo ione Arseniato infatti per quanto simile nella conformazione allo ione fosfato forma legami molto più deboli in acqua rispetto a quelli formati dal fosfato, è più instabile, ciò significa che tendono a rompersi subito e anche se ci potrebbero essere altre molecole che contribuiscano a stabilizzare questi legami, i ricercatori avrebbero bisogno di spiegare questa discrepanza per l'ipotesi in piedi. Eppure, la scoperta è "semplicemente fenomenale" se regge dopo ulteriori analisi chimiche, aggiunge Benner: "Vuol dire che molte, molte cose sono sbagliate in termini di come noi vediamo molecole nel sistema biologico".
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