Základním stavebním kamenem života na Zemi je sice uhlík, vědci si ale dlouhodobě pohrávají s myšlenkou, že život na jiných místech vesmíru může být založen i na jiných principech. Zatímco na Zemi je klíčová voda, jinde by to například mohly být čpavek či metan, takže molekuly života by nemusel tvořit uhlík, ale třeba křemík.

Křemík je jeden z nejčastějších prvků ve vesmíru

Po chemické stránce jsou si uhlík s křemíkem podobné, neboť atomy křemíku se stejně jako u uhlíku mohou vázat až se čtyřmi jinými atomy. Křemík je navíc ve vesmíru jedním z nejčastěji se vyskytujících prvků.

Nově se zjistilo, že lze do chemického propojení uhlíku a křemíku přidat i biologickou rovinu.

Vědci dlouho dobře vědí, že život na Zemi je schopen chemicky zpracovat křemík, není však známa žádná životní forma, která by křemík s uhlíkem začlenila do molekul.

Uměle spojit křemík s uhlíkem do molekul umí chemici, takové sloučeniny pak mají široké využití od léků přes tmely, lepidla, barvy, herbicidy až po obrazovky počítačů a televizí.

Nově ale vědci zjistili, že do chemického propojení uhlíku a křemíku je možné přidat i biologickou rovinu. V rámci strategie nazývané řízená evoluce se jim podařilo přimět mikroby vytvořit takové molekuly, které v přírodě dosud nikdy nebyly nalezeny.

Šlechtění mikrobů a islandská bakterie

Tak jako farmáři šlechtí obilí, tak i vědci šlechtili mikroby, aby dosáhli podoby, kterou si přáli. Ve své práci se zaměřili na enzymy, což jsou bílkoviny schopné řídit většinu biochemických procesů v živých organismech. Cílem bylo vytvořit takové enzymy, které budou vytvářet organicko-křemíkové sloučeniny.

Vývoj vědci započali s bílkovinami obsahujícími železo. Po sérii testování se soustředili na bakterii Rhodothermus marinus, která se vyskytuje v horkých islandských pramenech.

U ní se odborníkům již po sérii tří mutací podařilo změnit enzym natolik, že vytvářel organicko-křemíkové vazby více než patnáctkrát účinněji než dosud známé syntetické postupy. Zmutovaný enzym navíc umí vytvořit nejméně 20 různých organicko-křemíkových sloučenin, z nichž 19 bylo pro vědu zcela nových.

Budoucí výzkum by se nyní měl zaměřit na to, jaké výhody a nevýhody má pro organismus schopnost vytvářet organicko-křemíkové sloučeniny.