Сенсационная статья о бактерии, способной использовать мышьяк вместо фосфора для строительства своей ДНК, вызвала волну критики в мировом научном сообществе. Российские биологи также высказали Infox.ru мнение о работе коллег из NASA.
Напомним, что публикации статьи в Science предшествовала грандиозная PR-акция со стороны NASA, так что весь мир ждал, когда появятся данные о «внеземной» жизни.
Сомнения в эксперименте
Дискуссию начала в своем научном блоге Рози Редфилд (Rosie Redfield), профессор микробиологии Университета Британской Колумбии. «Много трюков, но очень мало достоверной информации», – пишет Редфилд. Они считает, что ученым NASA нужно было провести контрольный эксперимент с бактерией E.coli, что нужно было проверить, может ли содержащая мышьяк ДНК выполнять свои функции и работать с ДНК-полимеразой. «Либо авторы статьи -- плохие ученые, либо они продвигают проект NASA по поиску внеземной жизни», -- пишет Редфилд.
Научный журналист Карл Циммер (Carl Zimmer) опросил множество ученых по всему миру и опубликовал обзор критических замечаний. «Никто из специалистов, с которыми я беседовал, не исключает возможности того, что такая бактерия может существовать, -- пишет Карл Циммер. – Но эксперимент ученых NASA построен так, что в нем могут быть получены неверные результаты». Так, когда ДНК извлекли из бактерии, ее нужно было тщательно отмыть ее от всех иных молекул. Если этого не сделать, мышьяк может просто налипнуть на ДНК, «как жевательная резинка на подошву».
Алекс Бредли (Alex Bradley), микробиолог из Гарварда, говорит, что ученые NASA продемонстрировали погрешности своего эксперимента. Когда они анализировали ДНК, то погружали ее в воду. Соединения мышьяка растворяются в воде, так что если бы мышьяк действительно встроился в состав ДНК, она развалилась бы на куски, написал Брэдли в своем научном блоге. По его мнению, если ДНК осталась в виде целой единицы, значит, она скреплена стойкими фосфатами.
Ученые NASA утверждают, что они полностью исключили фосфаты из среды. Но критики полагают, что следы фосфатов все-таки сохранились, и бактерия могла их использовать. Брэдли упоминает, например, микроорганизмы Саргассова моря, которые живут в воде, содержащей в 300 раз меньше фосфатов, чем обычная лабораторная культуральная среда.
«Я думаю, что ученые NASA были настолько заинтересованы в положительных результатах, что не обратились за советом к ведущим специалистам в области ДНК и микробиологии», -- считает Джон Рот (John Roth) из Калифорнийского университета в Дэвисе (UC-Davis).
По мнению Карла Циммера, все это напоминает историю с другой сенсационной пресс-конференцией NASA в 1996 году. Тогда ученые обнаружили в метеоритах с Марса остатки нитевидных микроорганизмов, статья об этом открытии также была опубликована в Science. Однако большинство специалистов сомневается в микробном происхождении этих включений в метеорит.
Критический материал об открытии «мышьяковой жизни» опубликовала Nature. В обзоре говорится, что, по мнению многих ученых, бактерия могла использовать следовые количества фосфатов, чтобы защититься от токсичного действия мышьяка. Большинство специалистов считают, что утверждение NASA о новой форме жизни, открытой ими, высказано преждевременно. «Это интересная история про возможности адаптации, но это не новая форма жизни», -- говорит Джеральд Джойс (Gerald Joyce), биохимик из Скриппсоновского исследовательского института (Scripps Research Institute) в Ла Джолла (Калифорния, США).
Стивен Беннер (Steven Benner), химик из Фонда прикладной молекулярной эволюции (Foundation for Applied Molecular Evolution) в Гейнсвилле (Флорида, США) сравнивает включение в ДНК нестабильного арсената с тем, что в стальную цепочку затесались оловянные звенья, гораздо менее прочные. Он, как и Бредли, сомневается, что ДНК могла бы удержаться как одно целое столь слабыми связями.
Некоторые исследователи обращают внимание на то, что авторы статьи описывают крупные вакуоли, содержащиеся в бактериях, но никак не объясняют это наблюдение. А ведь именно так клетка реагирует на токсичное вещество.
Позиция ученых NASA
Авторы статьи в Science отказываются вступать в дискуссию в формате блогов и форумов. «Все дискурсы должны быть изложены в такой же форме, как и наша статья, и пройти соответствующее модерирование», -- говорит Фелиса Вольф-Симон (Felisa Wolfe-Simon), первый автор статьи. Роналд Ормлэнд (Ronald Oremland), ведущий автор статьи, занимает ту же позицию: «Если мы неправы, другие ученые должны попытаться повторить наш эксперимент. Если мы правы (а я убежден, что это так), наши соперники должны помочь объяснить этот феномен».
«Нежелание отвечать на критику, высказанную в любой иной форме, кроме как в виде научной публикации, это абсурд, -- считает Джонатан Эйзен (Jonathan Eisen) из Калифорнийского университета в Дэвисе (UC-Davis). – Существуют пресс-релизы и пресс-конференции. Правы или нет ученые NASA, они должны ответить оппонентам в любой доступной форме».
Александр Галушко из Отделения экологии микроорганизмов Университета Вены (Department of Microbial Ecology, University of Vienna) предполагает, что научной дискуссии в этом споре не получится, потому что NASA нуждалось в появлении научной сенсации по финансовым причинам. Свое мнение он изложил в письме на адрес Infox.ru. В первом варианте государственного бюджета США на 2011 год NASA оказалось в числе «лузеров» Однако сразу после выхода сенсационной статьи бюджет NASA на следующий год cущественно увеличен.
Мнения российских специалистов
«Я не вижу оснований сомневаться в добросовестности проведения эксперимента, -- сказал корреспонденту Infox.ru Петр Каменский, старший научный сотрудник кафедры молекулярной биологии биологического факультета МГУ. – Бактерии могли бы использовать следы фосфатов в течение очень ограниченного времени, а не всего эксперимента. Единственное, что не сделали ученые NASA, это не провели рентгенографический структурный анализ ДНК, который единственный дает четкую информацию о структуре молекулы. Вероятно, они не сделали этого из-за экономии времени, чтобы побыстрее опубликовать статью. Вместо этого они применили непрямые методы исследования ДНК и белков, которые оставляют место для разных интерпретаций. Я думаю, что они должны продолжить работу и провести рентгеноструктурное исследование, чтобы доказать, что мышьяк действительно встраивается в макромолекулы».
Другой эксперт, доцент биологического факультета МГУ Ольга Соколова в разговоре с корреспондентом Infox.ru отметила тот же недочет: «авторы статьи должны были использовать метод ренгеновской кристаллографии, чтобы прямо показать, что мышьяк присутствует в ДНК. В целом, от статьи остается ощущение какой-то недоделанности».
«В том, что мышьяк поступает в клетки и включается в метаболические пути, нет ничего сверхъестественного, -- считает старший научный сотрудник Института биологии развития РАН Николай Мюге. – Это следует из сходства химических свойств мышьяка и фосфора. А будет ли ДНК с мышьяком стабильна или нет, можно легко проверить даже без бактерий. Для этого надо синтезировать искусственные нуклеотиды с мышьяком вместо фосфора и посмотреть, будут ли они работать при проведении полимеразной цепной реакции, и будет ли устойчива синтезированная ДНК. Важно еще посмотреть, как будет себя вести АТФ с мышьяком», -- сказал Мюге в интервью Infox.ru.
В любом случае, работа ученых NASA приведет к значительным изменениям: либо в научной среде, либо в топ-менеджменте агентства. Поэтому Infox.ru следит за развитием ситуации вокруг открытия.
