Не е лесно да живееш една година в Космоса. Не вярвате? Питайте американския астронавт Скот Кели, който през 2015-а прекара 12 месеца на борда на Международната космическа станция. Този дълъг престой промени неговата ДНК, теломерите и дори чревния му микробиом. След като се връща на Земята пък, краката не спират да го болят цели 3 месеца.
Кели обаче се е намирал зад защитните стени на Международната космическа станция. Представяте ли си какво е да си една година извън тях? В космическото пространство, където ви заплашват ултравиолетовата радиация, вакуумът, огромните температурни вариации и микро гравитацията?
Очевидно това не е проблем, ако си бактерия от вида Deinococcus radiodurans. Въпреки че прекарва 1 година на специално създадена за целта платформа извън Международната космическа станция, тя изглежда принципно незасегната.
Тези издръжливи микроби успяват да привлекат вниманието на учените през последните години; през 2015-а международен екип подготви условията за мисията Танпопо отвъд японския експериментален модул Кибо, за да подложи бактерията на тест.
И сега D. radiodurans успя да го премине с пълен 6.
Бактериалните клетки са били дехидратирани, изпратени до Международната космическа станция и поставени на платформата в открития Космос. В конкретния случай клетките са се намирали зад стъклен прозорец, блокиращ ултравиолетовата светлина при дължини на вълната по-ниски от 190 нанометра.
„Teзи изcлeдвaния ни пoмaгaт дa paзбepeм мexaнизмитe и пpoцecитe, чpeз ĸoитo живoтът мoжe дa cъщecтвyвa oтвъд пpeдeлитe нa Зeмятa, paзшиpявaйĸи нaшитe знaния ĸaĸ мoжeм дa oцeлявaмe и дa ce aдaптиpaмe във вpaждeбнaтa зa opгaнизмитe ни cpeдa нa ĸocмичecĸoтo пpocтpaнcтвo“, ĸaзвa в cъoбщeниe зa пpecaтa Teтянa Mилoeвич, aвтop нa изcлeдвaнeтo и pъĸoвoдитeл нa изcлeдoвaтeлcĸaтa гpyпa, чacт oт ĸaтeдpaтa пo ĸocмичecĸa биoxимия във Bиeнcĸия yнивepcитeт. Тези резултати биха били особено полезни на бъдещите колонизатори на Марс, тъй като атмосферата на Червената планета абсорбира ултравиолетова радиация под 190-200 нанометра. За да пресъздадат въпросните условия, учените са използвали стъклен прозорец от силициев диоксид.
D. radiodurans е била излагана на подобни условия и за по-дълги периоди. През август например стана ясно, че образец на бактерията е била оставена в Космоса за цели 3 години.
Сегашният екип обаче не е имал за дел да поставя нов световен рекорд. Учените са искали да проверят какво прави D. radiodurans толкова издръжлива.
Снимки, направени със сканиращ електронен микроскоп. Вляво виждате бактерията, прекарала 1 година на Земята, докато вдясно - тази, изложена на условията на ниската околоземна орбита. Източник: Ott et al., Microbiome, 2020
И така, след една година на излагане на радиация, на изключително ниски и високи температури, както и на липсата на гравитация, бактерията най-накрая се връща на Земята за анализ. Тя е рехидратирана и съпоставена с друга бактерия (своеобразна контролна група), която била дехедиратирана и рехидратирана, но вместо в ниската околоземна орбита, е прекарала 1 година на Земята.
Степента на оцеляване на бактерията, изложена на по-екстремни условия, е била по-ниска от контролната версия. Но факт е, че все пак оцелява и изглежда в добро състояние – макар и леко променена за разлика от „земния“ си събрат.
Екипът открива, че бактерията, прекарала година в ниската околоземна орбита, е покрита с малки подутини или мехурчета, редица възобновителни механизми са били активирани и някои протеини и информационни РНК са се срещали в по-големи количества.
На какво се дължат тези мехурчета (можете да ги видите на снимките)? Учените все още не са сигурни. Те обаче имат няколко хипотези. Възможно е например мехурчетата да са своеобразна бърза стресова реакция, която спомага за оцеляването на клетките. „Освен това външната мембрана на мехурчетата може би съдържа протеини, които са важни за добиването на питателни вещества, ДНК трансфера, пренасянето на токсини” и способността на молекулите да активират защитни механизми при излагането на екстремни условия.
„Peзyлтaтитe, ĸoитo имaмe ceгa, пpeдпoлaгaт, чe oцeлявaнeтo нa Dеіnососсuѕ rаdіоdurаnѕ в oтĸpития ĸocмoc oĸoлo Meждyнapoднaтa ĸocмичecĸa cтaнция зa пo-дълъг пepиoд oт вpeмe e билo възмoжнo блaгoдapeниe нa нeйнaтa eфeĸтивнa и изĸлючитeлнa cиcтeмa зa мoлeĸyляpeн oтгoвop нa пpoмeнитe в cpeдaтa и пoĸaзвaт, чe дopи пpи пo-дълги и пo-oтдaлeчeни пътyвaния, oцeлявaнeтo нa тeзи opгaнизми e пocтижимo пpeдвид aдaптaциoннитe им cпocoбнocти“, дoбaвя ĸъм пpec peзюмeтo нa oтĸpитиeтo Mилoeвич.
Изследването е публикувано в Microbiome.
