15 שנים לקח למערכת SCIENCE למשוך ולמחוק מאמר שגוי על חיידקים עם ארסן ב-DNA.

 

ב-24 ביולי 2025,  רק אחרי כ-15 שנה מאז שפורסם ברשת (ב-2 בדצמבר 2010), נמשך ונמחק המאמר על כך שנמצאו, באגם מונו שבקליפורניה, חיים שכביכול מבוססים על היסוד ארסן (במקום על היסוד זרחן). 

כל היצורים החיים המוכרים לנו על פני הפלנטה הכחולה מבוססים על ביוכימיה משותפת המבוססת בעיקר, אך לא רק, על שישה יסודות כימיים: פחמן, מימן, חמצן, חנקן, גופרית וזרחן. שישה יסודות אלה מרכיבים את ארבע קבוצות המולקולות החשובות לקיום החיים: פחמימות, חלבונים, ליפידים וחומצות גרעין. קשה לנו לתאר כיצד ייתכנו חיים בלי אחד או יותר מיסודות אלה, אך כנראה שחיים כאלה בהחלט יתכנו, והם נכללים במסגרת התיאורטית של ביוכימיה אלטרנטיבית:  בעבר כבר הועלתה האפשרות, ולא רק בספרות המדע הבדיוני, שצורן (Si), הנמצא מתחת לפחמן בטבלה המחזורית, יוכל להחליף אותו בחיים מבוססי צורן. הגופרית, שנמצאת מתחת לחמצן בטבלה המחזורית, אכן מחליפה לפעמים את החמצן בתפקודים ביולוגיים מסוימים, במיוחד בתנאים חסרי חמצן (אל-אווירניים).

אגם מונו שבקליפורניה. מגדלי טופה וריכוזי ארסן גבוהים
NASA

מתחת לזרחן (P) בטבלה המחזורית נמצא היסוד ארסן (As - המכונה גם זרניך) הדומה לו מאוד. אך במערכות הביולוגיות המוכרות לנו, למשל בייצור ATP במהלך הזרחון החימצוני, החלפת זרחן בארסן, בגלל הדמיון הרב ביניהם, משתקת לרוב את הפעילות, ולכן הארסן הוא חומר רעיל וככזה הוא מוכר בהיסטוריה הרפואית.

במאמר, שפורסם על ידי פלישיה וולפה-סימון (Wolfe-Simon) ועמיתיה, שמומנו ועבדו במכון המחקר של סוכנות החלל האמריקאית NASA, (ופורסם גם בכתב העת המודפס ב-3 ביוני 2011) נטען שהם גילו באגם מונו שבקליפורניה (שהוא אגם רווי מלחים ורווי ארסן) חיידקים, שבהמשך שוייכו לסוג Halomonas, שלא רק סובלים את נוכחות הארסן הרעיל בסביבתם, אלא משלבים אותו המקום זרחן,  כחומר מוצא לחומצות גרעין. המאמר, שפורסם בכתב העת היוקרתי Science ולווה במסיבת עיתונאים גדולה ומתוקשרת מטעם NASA, עורר התלהבות רבה - כי הנה התגלתה לכאורה ההוכחה שהביוכימיה התיאורטית האלטרנטיבית אינה רק תאורטית, אלא מתקיימת בפועל. 

חיידקי Halomonas מבעד למיקרוסקופ.
צילום: Jodi Switzer Blum, NASA

החוקרים טענו שהם גידלו את החיידקים עם איזוטופ רדיואקטיבי של ארסן (⁷³AS). ללא נוכחות כלל של זרחן במצע הגידול. מהחיידקים הם הפיקו את ה-DNA, ניקו אותו ומצאו שהוא היה רדיואקטיבי - הם הסיקו שהארסן הרדיואקטיבי השתלב בתוכו. בדיעבד התברר שהיה בכל זאת זרחן בריכוז נמוך (3 מיקרומולר) במצע, ושהוא זה שנכלל ב-DNA,  ושהארסן הרדיואקטיבי היה צמוד ל-DNA מבחוץ, כי ה-DNA לא נוקה בצורה טובה. 

מאז שהתפרסם המאמר הייתה המון ביקורת בקהילה המדעית על איכות המחקר, על הפרשנות השגויה, ועל עצם פירסומו בעיתון מוביל כמו Science. ב-2012 פורסמו באותו כתב עת שני מאמרים של קבוצות מחקר אחרות (ראו במקורות) שהראו שהחיידק אכן עמיד לארסן, אך החומר התורשתי שלו  הכיל זרחן, לא ארסן. 

גם שאלת המחקר (האם ארסן יכול להשתלב ב-DNA במקום זרחן) לא היתה הגיונית בהתייחס למיקומם של החיידקים. באגם מונו יש יש פי חמישה יותר זרחן (88 מ"ג לליטר) מאשר ארסן (17 מיליגרם לליטר) מדוע חיידקים החיים בסביבה כזו, עתירת זרחן, יסגלו להם מנגנון חריג כזה. 

בשום שלב לא נטען שהייתה כוונה לרמאות מצד החוקרים, שעדיין מתנגדים לעצם המחיקה (וגם NASA) - היה ברור לכולם שמדובר בבעיות טכניות ומדעיות שהובילו לנתונים "פגומים" שהובילו להסקת מסקנות שגויות. האחזור של המאמר התבצע לאחר שינוי של ההנחיות לגבי אחזור מאמרים שיאפשרו אחזור כזה, לא רק בהונאה ורמאות,  אלא בסתם "מדע פגום". 

ומה על אחריותו של כתב העת עצמו,  שכשל גם בביקורת העמיתים וגם בזמן שלקח עד האחזור?  זה לא נידון בשלב זה. 

לקריאה נוספת

המאמר המקורי שאוחזר  ב-Science:

Felisa Wolfe-Simon et al, (2010) A Bacterium That Can Grow by Using Arsenic Instead of Phosphorus

שני המאמרים שבדקו את אותם חיידקים וסתרו את המחקר

1. Absence of Detectable Arsenate in DNA from Arsenate-Grown GFAJ-1 Cells

2. GFAJ-1 Is an Arsenate-Resistant, Phosphate-Dependent Organism

הודעת האיחזור

מערכת SCIENCE - על האחזור

ההנחיות למשיכת מאמרים - 2019

הכתבה על הפרסום המקורי והסערה שהייתה בעקבותיה - דרור בר-ניר  - בבלוג זה