Микробиологи исследовали бактерии, целый год выживавшие за бортом МКС, и обнаружили целый арсенал средств, защищающих их от суровых условий открытого космоса. Новые данные придется учесть, чтобы не занести земную жизнь на другие небесные тела или не привезти на Землю инопланетные микробы.
(Данный обзор изначально опубликован на сайте «Вести.Наука», а теперь перепечатан в «Батрахоспермуме» с небольшими правками с разрешения редакции.)
Бактерии вида Deinococcus radiodurans известны своей феноменальной способностью к выживанию. Они выдерживают даже условия за бортом МКС: практически полный вакуум, ужасающий холод до –160 °C и космическую радиацию. Некоторые бактерии в неблагоприятных условиях превращаются в споры – форму, специально предназначенную, чтобы пережить трудные времена. Но D. radiodurans не делают даже этого. Поэтому их живучесть более чем удивительна.
Ученые уже несколько лет проводят эксперименты над этими микроорганизмами. Они высушивают образцы бактерии (чтобы их не разорвали кристаллики льда, образовавшиеся на космическом холоде) и помещают их за борт МКС. Единственной защитой от открытого космоса для микробов служит стекло, поглощающее жесткое ультрафиолетовое излучение Солнца. После этого бактерии возвращают на Землю и позволяют им «напиться» воды. При этом некоторые, хотя и не все, экземпляры оживают и начинают размножаться. Текущий рекорд выживания – три года в открытом космосе, и это, судя по всему, не предел.
Авторы нового исследования подвергли самому тщательному изучению образцы, которые провели за бортом МКС один годик. Ученые исследовали бактерии с помощью электронного микроскопа, а также проанализировали их РНК, белки и продукты обмена веществ. Как оказалось, внешне «космонавты» почти ничем не отличались от контрольных экземпляров, все это время находившихся на Земле в таком же высушенном состоянии. Никаких морфологических повреждений на них не обнаружилось. Правда, они покрылись своеобразными пузырьками, похожими на бородавки.
Ученые пока не знают, откуда взялись эти пузырьки, хотя у них есть несколько гипотез. «Усиленная везикуляция после восстановления от воздействия низкой околоземной орбиты может являться быстрой реакцией на стресс, которая повышает выживаемость клеток за счет удаления стрессовых продуктов (например, поврежденных или неправильно сложенных белков), – пишут авторы в научной статье. – Кроме того, везикулы внешней мембраны могут содержать белки, необходимые для получения питательных веществ, переноса ДНК, перемещения токсинов и молекул чувства кворума, и вызывающие активацию механизмов устойчивости после воздействия космического пространства». В общем, роль пузырьков в жизнедеятельности «космических» бактерий еще предстоит уточнить.
Белки и РНК побывавших на орбите D. radiodurans несли многочисленные следы этого непростого путешествия. Микробы запустили целый арсенал биохимических механизмов, защищающих их от губительного воздействия космоса: одни молекулы участвовали в восстановлении поврежденной ДНК, другие нейтрализовали вредные для клетки активные формы кислорода. Некоторые регуляторные и транспортные молекулы накопились в значительных количествах. В целом метаболизм бактерий оказался снижен по сравнению с контролем.
Авторы подчеркивают, что условия за бортом МКС даже более суровые, чем на поверхности Марса. Так, зимней ночью на Красной планете теплее, чем на поверхности космической станции, когда она входит в тень Земли. А разреженная атмосфера из углекислого газа Марса защищает от ультрафиолета не хуже, чем стекло в экспериментальной установке. Так что микробы, выжившие за бортом МКС, не пропадут и на Марсе. Это стоит учитывать, чтобы не занести на Красную планету земную жизнь (а потом радостно заявить, что жизнь там была обнаружена). Или чтобы не привезти на Землю гипотетических марсианских микробов, с которыми иммунитет землян может и не справиться.
Текст: Анатолий Глянцев. Научная статья: Microbiome (Ott et al., 2020)
Вас также могут заинтересовать статьи:
Не один в космосе: микробы на МКС
Волосы продемонстрировали кворум
Собака-Марсобака: друг человека на Красной планете
Комментарии: