Imebakter vallandas üleilmse tormilise vaidluse
Nädala eest, 2. detsembril avaldas teadusajakiri Science oma veebiväljaandes artikli, mis on viimasel nädalal teadusringkondades hiiglaslikult vastu kajanud. „Bakter, mis saab kasvada, kasutades fosfori asemel arseeni” on selle pealkiri, autoriteks NASA astrobioloog ja USA geoloogiauuringute teadlane Felisa Wolfe-Simon ja veel 11 teadlast. Elu on ehitatud üles enamjaolt kuuele keemilisele elemendile. Need on süsinik, vesinik, lämmastik, hapnik, väävel ja fosfor. Need kuus elementi valmistavad nukleiinhapped, valgud ja lipiidid. Kuid teoreetiliselt on võimalik, et sama võiks teha ka mõned teised perioodilise tabeli elemendid. Teadlased kirjeldavad oma artiklis bakteritüve GFAJ-1, kepikujulist bakterit, mis kuulub bakterite perekonda Halomonadaceae ja mis leiti Californias asuvast Mono järvest. Nad väidavad, et see fosfaatidevaeses vees kasvav bakter on asendanud oma kehas fosfori arseeniga, et kindlustada oma kasv.
„Meie andmed annavad tõendeid arsenaate sisaldavatest makromolekulidest, mis tavaliselt sisaldavad fosfaate, kõige märkimisväärsemalt nukleiinhapetest ja valkudest,” võtavad teadlased kokku ja rõhutavad, et „ühe põhilise bioelemendi vahetusel on põhjalik evolutsiooniline ja geokeemiline tähtsus”. Teadlased eraldasid bakteri ja leidsid, et kui seda arsenaadilahuses kasvatada, siis kasvasid bakterid 60-protsendilise kiirusega, võrreldes fosfaadilahusega. Mitte just sama hästi, kuid kindlalt. Kultuur ei kasvanud üldse, kui puudus nii arsenaat kui ka fosfaat. Teadusartikkel hakkas lööma laineid pärast 2. detsembril toimunud USA riikliku kosmose-agentuuri korraldatud pressikonverentsi. Selle reklaamis kuulutati astrobioloogia avastusest, mis mõjutab „Maa-välise elu tõendite otsinguid”. Pole siis ime, et ajakirjandus-väljaanded pealkirjastasid oma artiklid kui „alternatiivsete eluvormide avastuse” või kui „evolutsiooni senitundmatute teede” leiu.
Teadlaste avastust kirjeldati kui seninähtamatu olendi avastamist, kes suudab elada, kui on vahetanud oma osistes fosfori arseeni vastu. Jumet lisas tõsiasi, et mõned arseeniühendid on se-ni teada olevale elule mürgised. Arseeni ainevahetuses kasutavaid baktereid on leitud ennegi, kas või 2007. aastal ühest California järvest või 2004. aastal kaevuveest. Nende uuringute eesmärgiks on olnud leida mõned bakterid, mis aitaksid kaevuvee arseenimürgisust vähendada. Ka ei ole mingi ime, et bakterid elavad ilma hapnikuta, väga kõrgel temperatuuril, väävlirikkas vees või siis hoopis hirmkülmas keskkonnas. Arseenileiu puhul ei ole uudiseks arseeni hingamine või söömine. Bakterid võivad süüa uraani ja hingata roostet, hingata väävlit ja süüa arsenaati, kommenteerib Tartu ülikooli mikrobioloog Silver Türk Teorbio listis. Ime pole seegi, et NASA on pidevalt püüdnud avalikkuse tähelepanu oma Maa-välise elu otsingutega. Elu iga hinna eest. Ega siis ilmaasjata ei teatata, et sellelt või teiselt taevakehalt on leitud vett – kõige elusa hädavajalikku osist.
Kui selguks, et on elusolendeid, kes ei vaja oma eluks Maal tavapärast kuut elementi, vaid hoopis midagi muud, võiks oletada, et teistel taevakehadel on elu ehitatud üles teiste reeglite järgi. Tuntuima uudisega tuli NASA lagedale 2002. aastal, kui teatas, et Marsilt Maale 13 000 aasta eest kukkunud ja Antarktika jääst avastatud meteoriiditükikeselt ALH84001 on leitud jälgi elus-olenditest. See väide pole tõestatud, ent seevastu pakkus ajakirjanikele rohkelt tööd ja leiba. Mis praeguse uudise puhul skeptikutele kõige enam ei meeldi, on see, et arseen on asendanud fosfori raku energiamajanduses ja pärilikkusaine DNA selgroos. Siis tuleb juba tõepoolest küsida: kumb oli enne, muna või kana – kas arseenibakterid või fosforibakterid? Tartu ülikooli rakubioloogia professor Toivo Maimets kommenteeris Eesti Päevalehele uudist nõnda: „Lugu on kindlasti huvitav ja väga intrigeeriv. Tegelikult, nagu on juba teiste poolt osutatud, ei luba ükski Science’i artiklis tehtud eksperiment tõsikindlalt väita, et DNA oleks neis bakterites arseeni peale üles ehitatud. Seda, et mitmetes ensümaatilistes reaktsioonides võib arseen asendada fosforit, on juba ammu teada – see ongi üks põhjustest, miks arseen on elusrakkudele mürgine ja resistentsed bakterid suudavad selle viia mittelahustuvasse vormi. Kui neil aga tõepoolest õn-nestub tõestada, et nendes bakterites on DNA koosseisus arseen (mida, rõhutan, ei ole selles artiklis tõestatud), siis on tõepoolest vaja rida seniseid seisukohti üle vaadata. Mis ei ole muidugi teaduse arengus midagi erakordset ja just see teebki teaduses olemise kõige huvitavamaks asjaks maailmas.”
Vastuväidete tulv
Skeptiline on ka geneetik Mart Viikmaa. „Selles Science’i artiklis ei olnud tõesti otseseid tõendeid arseeni paiknemise kohta DNA struktuuris fosfori asemel – nii nagu professor Maimets mainis. Kuid mõni teine tekst annab siiski veidi rohkem tõendeid, mida olevat samad NASA teadlased tuvastanud. Kogusummas annavad need niisuguse pildi, mida tasub lähemalt uurida,” ütles ta EPL-ile. „Mu kahtlused ei kao enne, kui on näidatud, et neil olendeil on DNA ja RNA sünteesimaterjaliks nukleosiidtriarsenaadid ja neid siduvad ensüümsüsteemid. Ja ühtlasi energiatalitlus põhineb adenosiintriarsenaadil. Kogu tuntud elul on need asjad fosfaadipõhised. Raske on uskuda, et neis rakkudes on mõlemad süsteemid ja ühendid paralleelselt käibimas ja töötamas. See oleks ühildamatu elu ökonoomsusprintsiibiga, loodusliku valiku kaudu toimuva evolutsiooni otstarbekuse kriteeriumiga. Ses suhtes tekitab erilist hämmastust asjaolu, et need olesed paljunevad arseenivaeses fosfori keskkonnas paremini kui fosforivaeses arseenikeskkonnas. Need bakterid võivad olla erakordselt arseenitolerantsed ja omandanud võime kasutada arsenaate tegusaid biomolekule (nukleiinhappeid ja valke) modifitseeriva ühendina, regulaatorina. Need võivad olla assotsieeritud, nagu normaalolendeis me-tüül-, atsetüül-, fosfaatrühmad.” Elu teeb imelisi asju, aga kas ka otse imesid, küsib Viikmaa.
Tallinna ülikooli bioloog Tõnu Ploompuu kirjutab Teorbio listis nõnda: „Kui arseen tõepoolest asendab fosforit, siis on see väga hea näide elu adapteerumisvõimest. Ürgse evolutsiooniga pole siin mõtet küll midagi seostada. Selliste „hullumeelsete” adaptatsioonide võimalus tekkis siiski alles piisavalt ohutu maismaaelu korral – maismaal (väikeveekogus) piiratud alal kaua aega püsiv eripära võimaldab sellist asja.” Pika ja põhjaliku kriitikaga on oma blogis välja tulnud ka Briti Columbia ülikooli mikrobioloogiaprofessor Rosie Redfield. Analüüsides töö biokeemilist kvaliteeti kahtleb ta preparaatide puhtuses, statistilistes meetodites ja järelduste paikapidavuses. Tema kokkuvõte on: palju kära eimillestki. Kas tegu on kolleegide kadedusega või põhjendatud vastuväidetega, teab seni vaid arseenibakter ise. Kui temagi.
