Rok w kosmosie to nie spacer po parku. Zapytaj Scotta Kelly, amerykańskiego astronautę, który spędził rok na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) w 2015 roku.
Jego długi pobyt w kosmosie zmienił jego DNA, telometrię i mikrobiom jelitowy, stracił gęstość kości, a trzy miesiące później nadal bolały go nogi.
Ale to zupełnie inna sprawa, aby przetrwać w przestrzeni kosmicznej poza ochroną ISS, gdzie promieniowanie UV, próżnia, ogromne wahania temperatury i mikrograwitacja są nieuniknioną śmiercią.
Zatem prawdziwym wyczynem jest to, że gatunek bakterii Deinococcus radiodurans przeżył i nadal żyje po roku na specjalnie zaprojektowanej platformie poza uszczelnionym modułem ISS.
Naukowcy badali od pewnego czasu potężne mikroby; W 2015 roku międzynarodowy zespół zorganizował misję poza japońskim modułem eksperymentalnym, aby przetestować odporne bakterie.
Radiodurany pomyślnie przeszły test.
Komórki bakteryjne odwodniono, wysłano na ISS i umieszczono w otwartym obiekcie – platformie stale wystawionej na działanie środowiska kosmicznego; komórki umieszczono za szklanym oknem, które blokowało światło UV o długości fal poniżej 190 nanometrów.
„Wyniki zaprezentowane w tym badaniu mogą podnieść świadomość problemów związanych z obroną planet, takich jak atmosfera Marsa, która pochłania promieniowanie UV poniżej 190-200 nm” – napisał w nowym artykule zespół z Austrii, Japonii i Niemiec.
„Aby naśladować warunki marsjańskie, nasza konfiguracja eksperymentalna na ISS obejmowała okienko z dwutlenku krzemu”.
Zespół naukowców próbował dowiedzieć się, co sprawia, że D. radiodurans są tak dobre w przetrwaniu w tych ekstremalnych warunkach.
Tak więc po roku promieniowania, ekstremalnych temperatur i braku grawitacji naukowcy sprowadzili kosmiczne bakterie z powrotem na Ziemię, ponownie nawadniając zarówno próbkę kontrolną, która spędziła rok na Ziemi, jak i próbkę z niskiej orbity okołoziemskiej.
Bakterie, które przeżyły z kosmosu, były znacznie niższe w porównaniu z wersją kontrolną, ale bakterie, które przeżyły, wydawały się w porządku, ale różniły się nieco od swoich ziemskich odpowiedników.
Zespół odkrył, że bakterie były pokryte małymi guzkami lub pęcherzykami na powierzchni, uruchomiono szereg mechanizmów naprawczych, a niektóre białka i mRNA stały się większe.
(Ott i in., Microbiome, 2020).
Naukowcy nie do końca rozumieją, dlaczego powstały bąbelki (co widać na powyższym obrazku), ale mają kilka pomysłów.
„Zwiększone pęcherze po wyzdrowieniu z kosmosu mogą służyć jako szybka reakcja na stres, co zwiększa przeżywalność komórek poprzez usuwanie produktów stresu” – napisał zespół.
„Ponadto pęcherzyki błony zewnętrznej mogą zawierać białka ważne dla produkcji składników odżywczych, transportu DNA, transportu toksyn i cząsteczek, wyzwalając aktywację mechanizmów odpornościowych po ekspozycji na przestrzeń kosmiczną”.
Takie badania pomagają nam zrozumieć, czy bakterie mogą przetrwać w innych światach, a nawet podróżować między nimi.
“Wyniki sugerują, że przeżycie D. radiodurans na orbicie przez dłuższy czas jest możliwe dzięki wydajnemu systemowi odpowiedzi molekularnej i pokazują, że możliwe są nawet dłuższe podróże organizmów o takich możliwościach”.
Badania opublikowane w Microbiome.
Źródła: Zdjęcie: (Tetyana Milojevic)
