Бактерия-экстремофил провела год в открытом космосе. И выжила!

В ходе эксперимента, проведенного учеными из Токийского университета фармации и естественных наук, исследовательской группы астробиологии в Немецком аэрокосмическом центре (DLR, Кельн), Венского центра метаболомики (ViMe) Венского университета и Центра исследований микробиома, ученые следили за состоянием бактерий Deinococcus radiodurans, которые в течение года находились в открытом космосе. Эти микроорганизмы не только выжили, но и создали новые механизмы для восстановления повреждений в своих клетках.

Экстремофильная бактерия противостояла всем невзгодам космического пространства: галактическому, космическому и солнечному ультрафиолетовому излучениям, колебаниям температуры, высыханию, замерзанию, условиям вакуума и микрогравитации. 

После года пребывания на орбите за пределами Международной космической станции бактерия D. Radiodurans избежала каких-либо морфологических повреждений. Кроме того, в клетках было активировано множество реакций для облегчения стресса, которые помогали бактериям восстанавливать повреждения ДНК и защищаться от активных форм кислорода. Для нейтрализации активных форм кислорода D. Radiodurans использовал молекулу биогенного амина — путресцин.

Это не самый продолжительный срок содержания D. radiodurans в таких условиях — еще в августе сообщалось, что образец бактерии выжил, оставаясь в открытом космосе три года. Однако авторы нынешнего исследования не пытались установить мировой рекорд, а отследили отдельные реакции бактерии на условия в открытом космосе.

Вернув бактерию на Землю после года пребывания на околоземной орбите, ученые регидратировали ее и сравнили с контрольным образцом D. Radiodurans, все это время находившимся на нашей планете.

Выживаемость «космических» бактерий оказалась ниже по сравнению с контрольной версией, однако выжившие образцы оказались стабильными, хотя ученые обнаружили некоторые отличия от их земных собратьев.

Бактерии из космоса были покрыты небольшими бугорками и пузырями, был запущен ряд механизмов восстановления, а некоторых белков и мРНК стало больше.

Tetyana Milojevic Образец контрольной бактерии D. Radiodurans, находившейся на Земле (слева) и бактерия, выжившая на околоземной орбите (справа)

«Усиленная везикуляция после восстановления от воздействия низкой околоземной орбиты может служить быстрой реакцией на стресс, которая увеличивает выживаемость клеток за счет удаления продуктов стресса. Кроме того, везикулы внешней мембраны могут содержать белки, важные для получения питательных веществ, переноса ДНК, перемещения токсинов и молекул, чувствительных к кворуму, вызывая активацию механизмов устойчивости после воздействия космического пространства», — пишут авторы исследования. 

По словам Милоевич, эти исследования помогают нам понять механизмы и процессы, посредством которых жизнь может существовать за пределами Земли, расширяя наши знания о том, как выжить и адаптироваться во враждебной среде космического пространства. Результаты предполагают, что выживание D. radiodurans на низкой околоземной орбите в течение более длительного периода возможно из-за ее эффективной системы молекулярного ответа, и показывают, что для организмов с такими способностями возможны еще более длительные путешествия. 

Почитайте о слабом месте других организмов, которые тоже могут выживать в открытом космосе, — тихоходок.