Επιστήμονες έκαναν το πρώτο βήμα για την δημιουργία ζωής βασισμένη στο πυρίτιο

Για την ζωή στη Γη, o άνθρακας επικρατεί παντού. Όλοι οι οργανισμοί κτίζουν τα κύτταρα τους από μόρια με βάση τον άνθρακα. Επιστήμονες και συγγραφείς επιστημονικής φαντασίας εικάζουν από καιρό, ότι επειδή ο δεσμός των ατόμων του πυριτίου προς άλλα άτομα είναι κατά έναν τρόπο παρόμοιος με του άνθρακα, το πυρίτιο θα μπορούσε να αποτελέσει τη βάση μιας εναλλακτικής βιοχημείας της ζωής.

Ωστόσο, ακόμη και αν το πυρίτιο είναι ευρέως διαθέσιμο στη Γη και αποτελεί το 28% του φλοιού του πλανήτη (έναντι 0,03% του άνθρακα), το στοιχείο είναι σχεδόν εξ ολοκλήρου απόν από τη χημεία της ζωής.

Αυτό μπορεί να αλλάξει σύντομα.  Ερευνητές στις ΗΠΑ με επικεφαλής τη Φράνσις Αρνολντ, καθηγήτρια της Σχολής Χημικών Μηχανικών του Τεχνολογικού Ινστιτούτου της Καλιφόρνια (Caltech), δημιούργησαν βακτήρια, τα οποία παράγουν υδρογονάνθρακες που περιέχουν και πυρίτιο. 
Πρόκειται για το πρώτο μικρό βήμα για τη δημιουργία μορφών ζωής, οι οποίες δεν θα βασίζονται στον άνθρακα αλλά στο πυρίτιο, μια προοπτική που ασφαλώς παραμένει ακόμη πολύ μακρινή για τη δημιουργία πραγματικών πλασμάτων που βασίζονται στο πυρίτιο (όπως το Horta από το Star Trek, φωτογραφίες).  Αλλά, ο δρόμος μπορεί να άνοιξε πλέον. Η σχετική ανακοίνωση έγινε σε συνέδριο της Αμερικανικής Χημικής Εταιρείας.

Οι Αμερικανοί ερευνητές ανέπτυξαν ένα βακτηριακό ένζυμο που ενσωματώνει το πυρίτιο μέσα στους υδρογονάνθρακες. Αυτό το επίτευγμα θα μπορούσε να οδηγήσει στη δημιουργία οργανισμών, οι οποίοι θα ενσωματώνουν το πυρίτιο στα κύτταρά τους, άρα θα έχουν μια εναλλακτική βιοχημεία.

Οι επιστήμονες ξεκίνησαν με ένα θερμόφιλο βακτήριο που αντέχει τις υψηλές θερμοκρασίες και το οποίο περιέχει ένα ένζυμο, το κυτόχρωμα c. Το τελευταίο, σε σπάνιες περιπτώσεις, μπορεί να προσθέσει πυρίτιο σε υδρογονάνθρακες. Η ομάδα της 'Αρνολντ κατάφερε να ενισχύσει εργαστηριακά αυτή τη λειτουργία στο συγκεκριμένο μικρόβιο, έτσι ώστε αυτό να παράγει υδρογονάνθρακες που περιέχουν πυρίτιο, με ρυθμό 2.000 φορές μεγαλύτερο σε σχέση με το φυσικό κυτόχρωμα c.

Προς το παρόν, αυτοί οι υδρογονάνθρακες που περιέχουν πυρίτιο και λέγονται οργανοσιλάνια, δεν έχουν κάποια χρησιμότητα ούτε στη βιομηχανία, ούτε στα ίδια τα βακτήρια που παράγουν αυτές τις χημικές ουσίες.

Παρ 'όλα αυτά, ο Joseph DeSimone, χημικός στο Πανεπιστήμιο της Βόρειας Καρολίνας, στο Chapel Hill, ο οποίος είδε την Arnold να παρουσιάζει τα αποτελέσματά της κατά τη συνεδρίαση, αποκάλεσε τα αποτελέσματα «εκπληκτικά» και είπε ότι ανοίγουν νέες προοπτικές για τη χημεία. 

Η Arnold σημειώνει ότι οι ζωντανοί οργανισμοί ειδικεύονται στην εκτέλεση πολύπλοκης χημείας σε μέτριες θερμοκρασίες και πιέσεις, καθιστώντας τους ιδανικούς για χρήση "πράσινων" χημικών εργοστασίων. Έτσι κάποια μέρα, εξελιγμένα μικρόβια μπορεί να είναι σε θέση να παράγουν σύνθετα υλικά με βάση το πυρίτιο, όπως αυτά που χρησιμοποιούνται σε κολλητικές ουσίες, χρησιμοποιώντας μόνο ένα μικρό μέρος της ενέργειας που οι χημικές εταιρείες απαιτούν σήμερα.

Κάνοντας το μεγαλύτερο άλμα για την παραγωγή ζωής με βάση το πυρίτιο, όπως το Horta του Star Trek,  παραμένει μια πολύ πιο μακρινή προοπτική. Αλλά τώρα που οι επιστήμονες έκαναν την αρχή, η Άρνολντ λέει, ότι "θα είναι διασκεδαστικό να δούμε τι μπορούμε να κάνουμε με αυτό. Τώρα, έχουμε την ευκαιρία να φέρουμε το πυρίτιο στη ζωή."
Eva Cat
thecuriosityofcat
22/3/2016

0 σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου