Redigerer GFAJ-1

{{Taksoboks
| bilde=GFAJ-1 (grown on arsenic).jpg
| bildetekst=Forstørrede celler av bakterien GFAJ-1 dyrket fram i arsen {{Byline|Jodi Switzer Blum}}
| vitenskapsnavn=GFAJ-1
| overgrupper=[[Halomonadaceae]], <br />[[Oceanospirillales]], <br />[[Gammaproteobacteria]]}}
{{Taksoboks-art
| habitat=i saltig, basisk og arsenrikt miljø 
| utbredelse=[[Monosjøen]], [[USA]] (foreløpig kjent)}}

'''GFAJ-1''' er en [[Bacillus (form)|stavformet]], [[Ekstremofiler|ekstremofil]] [[bakterie]] i familien [[Halomonadaceae]] som er i stand til å inkorporere det vanligvis giftige grunnstoffet [[arsen]] i sine [[protein]]er, [[lipid]]er og metabolitter slik som [[Adenosintrifosfat|ATP]], samt i sitt [[DNA]] og [[RNA]], når den ikke har tilgang på [[fosfor]] i tilstrekkelige mengder.<ref name="Alla"> {{Cite news| first = Alla | last = Katsnelson | title = Arsenic-eating microbe may redefine chemistry of life | date = 2. desember 2010 | url = http://www.nature.com/news/2010/101202/full/news.2010.645.html | work = Nature News | accessdate = 2010-12-02}}</ref><ref name='arsenic extremophile'>{{Cite news| first = Jason | last = Palmer | title = Arsenic-loving bacteria may help in hunt for alien life | date = 2. desember 2010 | url = http://www.bbc.co.uk/news/science-environment-11886943 | work = BBC News | accessdate = 2010-12-02}}</ref> Bakteriens oppdagelse styrker den gamle ideen om at [[utenomjordisk liv]] kan ha en annen kjemisk oppbygning enn livet på [[Jorden]].<ref name='arsenic extremophile' /><ref name="Thriving" />

== Oppdagelse ==
[[Fil:Mono Lake 1.JPG|thumb|left|upright=0.8|[[Tufa]]formasjoner langs kysten av [[Monosjøen]]]]
Bakterien GFAJ-1 ble oppdaget og dyrket frem av [[Geomikrobiologi|geomikrobiologen]] [[Felisa Wolfe-Simon]], en [[NASA Astrobiology Institute|NASA]]-forsker i [[astrobiologi]] som holder til ved [[Amerikas forente staters geologiske undersøkelse]] i [[Menlo Park]], [[California]].<ref name="nasa">{{Cite web|title=Searching for Alien Life, on Earth |last=Bortman |first=Henry |publisher=Astrobiology Magazine (NASA) |date=5. oktober 2009 |accessdate=2010-12-02 |url=http://www.astrobio.net/index.php?option=com_expedition&task=detail&id=3259 }}</ref> Organismen ble isolert og dyrket i 2009 fra sedimenter hun og hennes kolleger samlet langs kysten av [[Monosjøen]], California, USA.<ref name="Thriving" /> Monosjøen er en [[Hypersalinsk innsjø|hypersalinsk]] og sterkt [[Alkalitet|alkalisk]] innsjø. Innsjøen har også en av de største naturlige konsentrasjonene av arsen i verden (200 μ[[Molaritet|M]]).<ref name="Science" /> Oppdagelsen ble publisert i stort omfang 2. desember 2010.<ref name="Alla" /> Ifølge resultatene av [[16S ribosomalt RNA|16S rRNA]]-sekvensering henger den stavformede GFAJ-1 på [[livets tre]] blant andre saltelskende bakterier i slekten ''Halomonas'' under familien [[Halomonadaceae]].<ref name="Science" /> Mange av disse bakteriene er kjent for å være i stand til å tåle høye nivåer av arsen og å ha en tendens til å ta det opp i cellene sine.<ref name="Science" /> Imidlertid har GFAJ-1 nå vist seg å gå et skritt videre; når bakterien går tom for fosfor kan den i stedet inkorporere arsen i sine metabolitter og makromolekyler og fortsette å vokse.<ref name="Thriving" /> 

[[Fil:GFAJ-1 (grown on phosphorus).jpg|thumb|Forstørrede celler av bakterien GFAJ-1 dyrket fram i fosfor.{{Byline|Jodi Switzer Blum}}]]
Et «fosforfritt» vekstmedium (som faktisk inneholdt 3,1 ± 0,3 μM av residuum-fosfat, fra urenheter i reagenser) ble benyttet til å dyrke bakteriene i et regime med økende eksponering for [[arsenat]]. Startkonsentrasjonen på 0,1 mM ble etter hvert økt til 40 mM. Alternative vekstmedier brukt til komparative eksperimenter inneholdt enten høye nivåer av fosfat (1,5 mM) uten arsenat, eller verken fosfat eller arsenat. Det ble observert at GFAJ-1 kunne vokse gjennom mangedoblinger i cellekonsentrasjon når den ble dyrket i enten fosfor- eller arsenatmedium, og at den ikke kunne vokse når den ble lagt i et medium som manglet både fosfat og arsenat.<ref name="Science" /> Fosforinnholdet i bakterien som hadde tatt opp arsen i et fosforfattig miljø var bare 0,019 (± 0,001) % i tørrvekt, en 1/30 av vekten ved fremdyrking i fosfat og om lag 1/100 av vekten til de fleste bakterier. Dette fosforinnholdet var også bare om lag en 1/10 av cellenes arseninnhold (0,19 ± 0,25 % i tørrvekt).<ref name="Science" /> Da GFAJ-1 ble dyrket fram i arsenatløsningen formerte bakterien seg så mye som 40 % saktere enn i fosfatløsningen.<ref name="Alla" /> De fosfatmanglende bakteriene hadde en intracellulær volum 1,5 ganger større enn normalt; det større volumet virket å være assosiert med utseendet av store [[vakuole]]r.<ref name="Science" /> 

Da forskerne tilførte [[Isotopisk sporstoff|radiomerket]] arsenat til løsningen for å spore dens fordeling, fant de ut at arsen var til stede i de cellulære delene som inneholdt bakteriens [[protein]]er, [[lipid]]er og metaboliiter som [[Adenosintrifosfat|ATP]], samt i dens arvestoff ([[DNA]] og [[RNA]]).<ref name="Alla" /> Nukleinsyrer fra celler i [[Bakterievekst|stasjonærfasen]] (C) som ikke hadde fosfor tilgjengelig ble isolert ved en [[fenol]]-, tre [[fenol-kloroform ekstraksjon|fenol-kloroform]]- og en [[kloroform]]-[[Væske-væske ekstraksjon|ekstraksjon(er)]], etterfulgt av utfelling av DNA ved tilsetning av etanol. Målinger av radioaktivitet tydet på at ca. 1/10 (11,0 ± 0,1 %) av arsen absorbert av disse bakteriene havnet i deres nukleinsyrer.<ref name="Science" />  

Arsenatestere, slik som de som vil være til stede i arsenholdig DNA, antas generelt å være flere størrelsesordener mindre stabile ved [[hydrolyse]] enn tilsvarende [[Organofosfater|fosfatestere]].<ref name="Westheimer">{{Cite journal
 |last        = Westheimer
 |first       = F. H.
 |authorlink  = Frank Westheimer
 |title       = Why nature chose phosphates
 |journal     = [[Science (journal)|Science]]
 |volume      = 235
 |issue       = 4793
 |pages       = 1173-1178 (see pp. 1175-1176)
 |publisher   = 
 |location    = 
 |date        = 1987-03-06
 |url         = http://academic.evergreen.edu/curricular/m2o2006/seminar/westheimer.pdf
 |issn        = 
 |doi         = 10.1126/science.2434996
 |id          = 
 |accessdate  = 2010-12-03
 |url-status  = død
 |archiveurl  = https://web.archive.org/web/20110616182714/http://academic.evergreen.edu/curricular/m2o2006/seminar/westheimer.pdf
 |archivedate = 2011-06-16
 |tittel      = Arkivert kopi
 |besøksdato = 2010-12-03
 |arkivurl    = https://web.archive.org/web/20110616182714/http://academic.evergreen.edu/curricular/m2o2006/seminar/westheimer.pdf
 |arkivdato   = 2011-06-16
 |url-status = død
}}</ref> Forskere spekulerer i at bakteriene til en viss grad kan stabilisere arsenatestere ved å bruke [[poly-β-hydroksybutyrat]] (som har blitt funnet opphopet i vakuoler hos beslektede arter i slekten ''Halomonas'') til å senke vannets [[Aktivitet (kjemi)|aktivitet]].<ref name="Science">{{Cite journal|author=Felisa Wolfe-Simon et al.| date=2010-12-02 |doi=10.1126/science.1197258|journal=[[Science (journal)|Science]]|title=A Bacterium That Can Grow by Using Arsenic Instead of Phosphorus | url = http://www.sciencemag.org/content/early/2010/12/01/science.1197258 }}</ref><ref name="Thriving"> {{Cite news| first = Henry | last = Bortman | | title = Thriving on Arsenic | date = 2. desember 2010 | url = http://www.astrobio.net/exclusive/3698/thriving-on-arsenic | work = Astrobiology Magazine | accessdate = 2010-12-04}}</ref>

== Kritikk ==
[[Steven A. Benner]] har uttrykt tvil om at arsen har erstattet fosfat i DNA hos denne organismen. Han mente at sporforurensningene i vekstmediet brukt av Wolfe-Simon i laboratoriet hennes er tilstrekkelig til å forsyne fosfor nødvendig for cellenes DNA. Han tror det er mer sannsynlig at arsen blir tatt opp andre steder i cellene.<ref name="Alla" /><ref name="Thriving" />

== Implikasjoner ==
Oppdagelsen av denne mikroorganismen som kan bruke arsen til å bygge sine cellulære komponenter har implikasjoner innenfor fagfeltet [[astrobiologi]]. Noen astrobiologer spekulerer i at dette kan tyde på at [[liv]] kan oppstå i fravær av store mengder av tilgjengelig fosfor, og dermed øke sannsynligheten for å [[Drakes ligning|finne liv andre steder]] i [[universet]].<ref name='arsenic extremophile' /><ref name="Thriving" /> Funnet er av stor betydning for den gamle ideen om at liv på andre planeter kan være av en annen kjemisk sammensetning og karakter og kan komme til nytte i letingen etter utenomjordisk liv.<ref name="Alla" /><ref name='arsenic extremophile' /><ref name="Harvey">{{Cite news | first = Mike | last = Harvey | title = Could the Mono Lake arsenic prove there is a shadow biosphere? | date = 2010-03-04 | url = http://www.timesonline.co.uk/tol/news/science/eureka/article7040864.ece | work = [[The Times]] | accessdate = 2010-12-02 | archivedate = 2010-12-25 | archiveurl = https://web.archive.org/web/20101225064904/http://www.timesonline.co.uk/tol/news/science/eureka/article7040864.ece | url-status = yes }}</ref> Det har også vært spekulert i at bruken av arsen i stedet for fosfor på Jorden kan dateres tilbake til livets opprinnelse, som kan ha funnet sted i arsenrike miljøer som for eksempel [[Hydrotermale skorsteiner]].<ref>{{Cite journal| url=http://www.newscientist.com/channel/life/mg19826533.600-early-life-could-have-relied-on-arsenic-dna.html| journal=New Scientist| title= Early life could have relied on 'arsenic DNA'| month= 26 April | year=2008| first= Michael| last= Reilly| issue= 2653| doi= 10.1016/S0262-4079(08)61007-6| volume= 198| page= 10}}</ref><ref name="Pennisi">{{Cite journal
  | last = Pennisi | first = Elizabeth  | authorlink = 
  | title = What poison? Bacterium uses arsenic to build DNA and other molecules
  | journal = [[Science (journal)|Science]] | volume = 330  | issue = 6009 | pages = 1302
  | publisher = [[American Association for the Advancement of Science|AAAS]] | location = 
  | date = 2010-12-03 | url = http://www.sciencemag.org/content/330/6009/1302.short
  | issn = | doi = 10.1126/science.330.6009.1302 | id = | accessdate = 2010-12-02}}</ref> 

== Se også ==
* [[Arsenholdig DNA]]
* [[Utvidet genetisk kode]]
* [[Ekstremofiler]]
* [[Hypotetisk biokjemi]]
* [[Nukleinsyre-analoger]]
* [[Prebiotisk arsen]]

== Fotnoter ==
<references />

== Referanser ==
* {{Cite journal
  | last = Wolfe-Simon | first = Felisa | authorlink = Felisa Wolfe-Simon
  | coauthors = Blum, Jodi Switzer; Kulp, Thomas R.; Gordon, Gwyneth W.; Hoeft, Shelley E.; Pett-Ridge, Jennifer; Stolz, John F.; Webb, Samuel M.; Weber, Peter K.; [[Paul Davies|Davies, Paul C. W.]]; Anbar1, Ariel D.; Oremland, Ronald S.
  | title = A bacterium that can grow by using arsenic instead of phosphorus
  | journal = [[Science (journal)|Science]]
  | volume =  | issue =  | pages =  | publisher = [[American Association for the Advancement of Science|AAAS]] | location = 
  | date = 2010-12-02 | url = http://www.sciencemag.org/content/early/2010/12/01/science.1197258
  | issn =  | doi = 10.1126/science.1197258  | id =  | accessdate = 2010-12-02}}

== Eksterne lenker ==
* {{Artslenker}}
* [http://www.astrobio.net/index.php?option=com_expedition&task=detail&id=3259 NASA – Astrobiology Magazine: "Searching for Alien Life, on Earth"] {{Språkikon|en|engelsk}}
* [http://www.nasa.gov/topics/universe/features/astrobiology_toxic_chemical.html NASA.gov: "NASA-Funded Research Discovers Life Built With Toxic Chemical"] {{Wayback|url=http://www.nasa.gov/topics/universe/features/astrobiology_toxic_chemical.html |date=20110828203819 }} — (''desember 2010'') {{Språkikon|en|engelsk}}
* [http://www.nature.com/news/2010/101202/full/news.2010.645.html Nature News: "Arsenic-eating microbe may redefine chemistry of life"] {{Språkikon|en|engelsk}} 	
* [http://www.ironlisa.com/ Felisa Wolfe-Simons nettside]{{Død lenke}} {{Språkikon|en|engelsk}}
* [http://www.forskning.no/artikler/2010/desember/271934 Ny livsform i ørkensjø – artikkel på forskning.no]{{Død lenke|dato=July 2018 |bot=InternetArchiveBot }}
{{Autoritetsdata}}

[[Kategori:Bakterier]]
[[Kategori:Mikrobiologi]]