Предыдущая публикация
Цианобактерия Chroo сможет выжить на Марсе и вырабатывать кислород для колонии
Экстремофилы — излюбленный инструмент астробиологов. Но они не только помогают понять, в каких экстремальных условиях может существовать жизнь, но и иногда сами становятся полезными инструментами, создавая в таких экстремальных условиях материалы, необходимые для других форм жизни, например кислород. В недавней статье Даниэллы Билли из Римского университета Тор Вергата, опубликованной в виде препринта в журнале Acta Astronautica, рассматривается, как один конкретный экстремофил одновременно выполняет роль полезного подопытного объекта и полезного инструмента.Этот экстремофил — цианобактерия под названием Chroococcidiopsis. К сожалению, биологи не так любят сокращать названия, как астрономы, но мы будем называть её Chroo, чтобы мне не приходилось постоянно копировать и вставлять название, которое я, вероятно, уже написал с ошибкой. Chroo обитает в пустынях, её образцы были найдены в Азии, Северной Америке и даже в Антарктиде, большая часть которой на самом деле является пустыней, несмотря на постоянный снег.
Обнажение бортового оборудования на внешней стороне МКС с высушенным Chroococcidiopsis. Фото: Роскосмос/ЕКА
--------------
Учитывая его устойчивость к внешним воздействиям, в нескольких исследованиях уже рассматривались различные аспекты Chroo и то, как жизнь может сохраняться на других планетах или в открытом космосе. В двух экспериментах — «БИОлогия и марсианский эксперимент» (BIOMEX) и гораздо более крутом эксперименте «Биоfilm Organisms Surfing Space» (BOSS) — использовался модуль «Экспозиция организмов в космической среде» (Exposing Organisms to a Space Environment, EXPOSE) на МКС. По аббревиатурам видно, что мы окончательно вернулись в космическую сферу.
--------------
Учитывая его устойчивость к внешним воздействиям, в нескольких исследованиях уже рассматривались различные аспекты Chroo и то, как жизнь может сохраняться на других планетах или в открытом космосе. В двух экспериментах — «БИОлогия и марсианский эксперимент» (BIOMEX) и гораздо более крутом эксперименте «Биоfilm Organisms Surfing Space» (BOSS) — использовался модуль «Экспозиция организмов в космической среде» (Exposing Organisms to a Space Environment, EXPOSE) на МКС. По аббревиатурам видно, что мы окончательно вернулись в космическую сферу.
Расположение модулей EXPOSE, используемых для проведения экспериментов BIOMEX и BOSS. Источник: НАСА
----------
По сути, эти эксперименты подвергали Chroo (чру ) воздействию суровых условий открытого космоса, чтобы проверить, насколько хорошо он выживает. Каждый эксперимент длился около полутора лет. BIOMEX был сосредоточен на отдельных клетках, а BOSS — на биопленках. Оба эксперимента показали, что ультрафиолетовое излучение является самым опасным фактором для клеток, и оба отметили, что даже базовая защита дает клеткам значительные преимущества. В случае с BIOMEX эту защиту обеспечивал тонкий слой породы или реголита, а в случае с BOSS верхний слой клеток биоплёнки жертвовал собой и становился временным защитным слоем, препятствующим проникновению ультрафиолета в нижние слои.
Возможно, ещё более впечатляющим является тот факт, что, когда чру вернулись на Землю после эксперимента BIOMEX, они были регидратированы, так как перед экспериментом из них удалили всю воду. Но учёные заметили, что механизмы восстановления ДНК чру смогли устранить повреждения ДНК, которые они получили. Ещё более впечатляющим является тот факт, что в последующих поколениях не наблюдалось увеличения количества мутаций по сравнению с контрольной группой, которая осталась на Земле. Другими словами, механизмы восстановления ДНК у Chroo были настолько эффективными, что они смогли восстановиться после полутора лет воздействия прямого космического излучения без какой-либо защиты и вернуться в прежнем состоянии.
Но космос — не единственное место, где можно проводить эксперименты с экстремофилами. Было проведено несколько испытаний на Земле. В ходе одного эксперимента, который, как я могу предположить, был направлен на создание бактериального Халка, образец Chroo подвергся воздействию гамма-излучения мощностью почти 24 кГр — в 2400 раз больше, чем смертельная доза для человека. Удивительно, но Chroo выжили, хотя, к сожалению, не превратились в зелёного монстра.
----------
По сути, эти эксперименты подвергали Chroo (чру ) воздействию суровых условий открытого космоса, чтобы проверить, насколько хорошо он выживает. Каждый эксперимент длился около полутора лет. BIOMEX был сосредоточен на отдельных клетках, а BOSS — на биопленках. Оба эксперимента показали, что ультрафиолетовое излучение является самым опасным фактором для клеток, и оба отметили, что даже базовая защита дает клеткам значительные преимущества. В случае с BIOMEX эту защиту обеспечивал тонкий слой породы или реголита, а в случае с BOSS верхний слой клеток биоплёнки жертвовал собой и становился временным защитным слоем, препятствующим проникновению ультрафиолета в нижние слои.
Возможно, ещё более впечатляющим является тот факт, что, когда чру вернулись на Землю после эксперимента BIOMEX, они были регидратированы, так как перед экспериментом из них удалили всю воду. Но учёные заметили, что механизмы восстановления ДНК чру смогли устранить повреждения ДНК, которые они получили. Ещё более впечатляющим является тот факт, что в последующих поколениях не наблюдалось увеличения количества мутаций по сравнению с контрольной группой, которая осталась на Земле. Другими словами, механизмы восстановления ДНК у Chroo были настолько эффективными, что они смогли восстановиться после полутора лет воздействия прямого космического излучения без какой-либо защиты и вернуться в прежнем состоянии.
Но космос — не единственное место, где можно проводить эксперименты с экстремофилами. Было проведено несколько испытаний на Земле. В ходе одного эксперимента, который, как я могу предположить, был направлен на создание бактериального Халка, образец Chroo подвергся воздействию гамма-излучения мощностью почти 24 кГр — в 2400 раз больше, чем смертельная доза для человека. Удивительно, но Chroo выжили, хотя, к сожалению, не превратились в зелёного монстра.
Изображение Chroococcidiopsis, которое однажды может стать источником энергии для колонизации Марса. Фото: Т. Дариенко
-------------
В другом эксперименте использовались ещё более высокие уровни гамма-излучения, которые в итоге привели к гибели Chroo, но при этом удалось отследить, что осталось после них. Биомаркеры, такие как каротиноиды, можно было обнаружить даже после гибели цианобактерий, что делает их хорошим кандидатом для поиска вымерших форм жизни на таких планетах, как Марс.
*Каротино́иды — природные органические пигменты, синтезируемые бактериями, грибами, водорослями, высшими растениями и коралловыми полипами, окрашены в жёлтый, оранжевый или красный цвета.
Дальнейшие испытания на Земле показали, что Chroo может выживать при низких температурах, подобных тем, что могут быть на Европе или Энцеладе. При температуре -80 °C бактерии, по-видимому, переходят в стеклообразное состояние, в котором они находятся в состоянии покоя и могут пробудиться, как только условия улучшатся.
Но это ещё не всё, на что способен Chroo: он может жить на лунном и марсианском грунте и производить кислород, используя только его и фотосинтез. Он может даже выживать в условиях высокого содержания перхлоратов в марсианском грунте, что является непростой задачей для многих земных форм жизни, но при этом «активирует» свои гены восстановления ДНК, которые противодействуют вредному воздействию перхлоратов.
Несколько будущих миссий планируют изучить другие аспекты жизнедеятельности этой экстремофильной бактерии. Среди них CyanoTechRider, которая будет наблюдать за тем, как микрогравитация влияет на процесс восстановления ДНК Chroo. Другая миссия — BIOSIGN — попытается обеспечить Chroo энергией с помощью дальнего инфракрасного излучения, которое она способна использовать для фотосинтеза — редкая способность среди цианобактерий и растений в целом. Результаты этого эксперимента могут помочь нам лучше понять жизнь вокруг М-карликов, которые в основном излучают инфракрасный свет.
Учитывая все способности этой суперцианобактерии, можно сказать, что она находится на переднем крае исследований в области астробиологии. Возможно, это означает, что кто-то даст ей более короткое и запоминающееся название, чтобы мне, не приходилось копировать его каждый раз, когда узнаю что-то новое и делюсь со своими подписчиками в моей группе МАРС и КОСМОС.
-------------
В другом эксперименте использовались ещё более высокие уровни гамма-излучения, которые в итоге привели к гибели Chroo, но при этом удалось отследить, что осталось после них. Биомаркеры, такие как каротиноиды, можно было обнаружить даже после гибели цианобактерий, что делает их хорошим кандидатом для поиска вымерших форм жизни на таких планетах, как Марс.
*Каротино́иды — природные органические пигменты, синтезируемые бактериями, грибами, водорослями, высшими растениями и коралловыми полипами, окрашены в жёлтый, оранжевый или красный цвета.
Дальнейшие испытания на Земле показали, что Chroo может выживать при низких температурах, подобных тем, что могут быть на Европе или Энцеладе. При температуре -80 °C бактерии, по-видимому, переходят в стеклообразное состояние, в котором они находятся в состоянии покоя и могут пробудиться, как только условия улучшатся.
Но это ещё не всё, на что способен Chroo: он может жить на лунном и марсианском грунте и производить кислород, используя только его и фотосинтез. Он может даже выживать в условиях высокого содержания перхлоратов в марсианском грунте, что является непростой задачей для многих земных форм жизни, но при этом «активирует» свои гены восстановления ДНК, которые противодействуют вредному воздействию перхлоратов.
Несколько будущих миссий планируют изучить другие аспекты жизнедеятельности этой экстремофильной бактерии. Среди них CyanoTechRider, которая будет наблюдать за тем, как микрогравитация влияет на процесс восстановления ДНК Chroo. Другая миссия — BIOSIGN — попытается обеспечить Chroo энергией с помощью дальнего инфракрасного излучения, которое она способна использовать для фотосинтеза — редкая способность среди цианобактерий и растений в целом. Результаты этого эксперимента могут помочь нам лучше понять жизнь вокруг М-карликов, которые в основном излучают инфракрасный свет.
Учитывая все способности этой суперцианобактерии, можно сказать, что она находится на переднем крае исследований в области астробиологии. Возможно, это означает, что кто-то даст ей более короткое и запоминающееся название, чтобы мне, не приходилось копировать его каждый раз, когда узнаю что-то новое и делюсь со своими подписчиками в моей группе МАРС и КОСМОС.
Следующая публикация
Комментарии 1