Една година в космоса не е шега работа. Едногодишният престой на Скот Кели на Международната космическа станция (МКС) през 2015 г., предизвика промени в теломерите и микробиома на червата, в нивото на експресия на гените, американският астронавт губи костна плътност и три месеца по-късно все още има болки в краката.

Съвсем друго нещо е да оцелееш в открития космос извън защитата на МКС, където UV радиацията, вакуумът, огромните температурни колебания и микрогравитацията са непосредствени заплахи.

И така, този подвиг е извършен от вид бактерия, Deinococcus radiodurans, открита в кутия с месо все още жива след една година, прекарана на специално проектирана платформа извън модула на МКС.

От зората на космическите изследвания учените се интересуват от оцеляването на земния живот в космоса. Космическото пространство е враждебна среда за всяка форма на живот, но някои изключително устойчиви микроорганизми могат да оцелеят. Такива екстремофили могат да мигрират между планетите и да разпространяват живота във Вселената, което е в основата на хипотезата на панспермията или междупланетния трансфер на живот.

Екстремофилната бактерия Deinococcus radiodurans издържа на жестоките условия на космическото пространство: галактическо космическо и слънчево UV лъчение, екстремен вакуум, температурни колебания, изсушаване, замръзване и микрогравитация.

През 2015 г. международен екип създаде мисията Tanpopo от външната страна на японския експериментален модул Kibo, за да подложи на изпитание устойчиви бактериални видове. 

След 1 година излагане на ниска земна орбита (LEO) извън Международната космическа станция изследванията установиха, че бактерията D. radiodurans е избегнала морфологични увреждания и е образувала множество везикули на външната мембрана. Инициирани са многостранни протеинови и геномни реакции, за да се облекчи клетъчният стрес, помагайки на бактериите да възстановят уврежданията на ДНК и да се защитят от активни форми на кислорода. Променени са процеси, лежащи в основата на енергийното състояние на бактериите в отговор на условията в космоса. D. radiodurans използва първична стрес молекула полиамин путресцин като чистач на активен кислород по време на регенерацията.

D. radiodurans са издържали и по-дълго време в такива условия - бактерията е била от външната страна на МКС цели три години. Изследователите откриват, че всички проби, по-големи от 0,5 милиметра, частично оцеляват през тригодишното пътуване в космоса. Бактериите, образували горния слой, загиват, в резултат на което се създава своеобразна защитна „черупка“ за микробите, които са вътре, благодарение на което те оцеляват.

Но този път екипът не се опитва да постигне световен рекорд, а да разкрие какво прави D. radiodurans толкова добри в оцеляването в тези екстремни условия.

_{SEM изображения на D. radiodurans контролна (вляво) и след излагане на LEO (вдясно). Кредит: Ott et al., Microbiome, 2020}

"Тези изследвания ни помагат да разберем механизмите и процесите, чрез които животът може да съществува отвъд Земята, разширявайки нашите знания как да оцеляваме и да се адаптираме във враждебната среда на космическото пространство. Резултатите показват, че оцеляването на D. radiodurans в LEO за по-дълъг период е възможно благодарение на неговата ефективна система за молекулярен отговор и показват, че дори по-дълги, по-далечни пътувания са постижими за организми с такива възможности“, разказва Тетяна Милоевич (Tetyana Milojevic), ръководител на групата по космическа биохимия във Виенския университет и водещ автор на изследването.

Справка: Molecular repertoire of Deinococcus radiodurans after 1 year of exposure outside the International Space Station within the Tanpopo mission
Emanuel Ott, Yuko Kawaguchi, Denise Kölbl, Elke Rabbow, Petra Rettberg, Maximilian Mora, Christine Moissl-Eichinger, Wolfram Weckwerth, Akihiko Yamagishi & Tetyana Milojevic
Microbiome volume 8, Article number: 150 (2020), DOI: https://doi.org/10.1186/s40168-020-00927-5

Източник: 

This Bacterium Survived on The Outside of The Space Station For a Whole Damn Year, ScienceAlert

Microbial space travel on a molecular scale, UNIVERSITY OF VIENNA