Почему бактерии выживают в космосе: биологи находят подсказки
В лаборатории профессора Джорджа Фокса в Университете Хьюстона изучают земные микроорганизмы, которые могут загрязнять другие планеты. Несмотря на экстремальные меры по обеззараживанию, споры бактерий с Земли всё равно проникают в космос на борту космических аппаратов. Команда Фокса исследует, как и почему некоторые споры ускользают от дезинфекции. Их работа опубликована в BMC Microbiology.
Даже в сверхстерильные чистые комнаты NASA, такие как крупнейшая в мире в Космическом центре Годдарда или в Лаборатории реактивного движения (JPL), сотрудники попадают через серию шлюзов: с липкими матами для обуви и воздушными душами с десятками струй для сдува частиц. После этого они надевают стерильные костюмы. И всё же бактерии выживают и были обнаружены на МКС и марсоходах. Эта способность может привести к процессу «прямого загрязнения» других небесных тел.
«Поиск жизни в других мирах осложняется возможным переносом организмов с Земли», — отметил Фокс.
Как и в естественном отборе, процесс очистки в чистых комнатах убивает слабые бактерии, а более устойчивые штаммы адаптируются и не боятся чистящих средств.
«Что бы мы ни делали, некоторые бактериальные споры находят способ избежать дезинфекции», — сказал Мадхан Тирумалай, постдок в лаборатории Фокса.
Начало — в секвенировании
Команда Фокса изучила непатогенные бактерии рода Bacillus, образующие высокоустойчивые споры. Они были выделены из чистых комнат и сборочных цехов JPL.
Учёные полностью секвенировали геном двух штаммов, устойчивых к перекиси и радиации: B. safensis FO-36bT и B. pumilus SAFR-032. Затем их сравнили с геномом другого штамма, B. safensis JPL-MERTA-8-2 (обнаруженного на космическом аппарате Mars Odyssey и позже на марсоходе Mars Explorer Rover до его запуска в 2004 году), и с геномом уязвимого штамма B. pumilus ATCC7061T.
«Генетический «чертёж» дал нам базовые подсказки о том, что может содержать организм», — сказал Тирумалай.
При сравнении четырёх штаммов обнаружилось 10 генов, уникальных для FO-36b, которых нет у других организмов (включая другие штаммы Bacillus). Это 10 генов с неизвестной функцией — потенциальных «подозреваемых» в устойчивости спор к перекиси и радиации. Однако не очевидно, что именно наличие или отсутствие конкретного гена отвечает за различия в устойчивости.
«Вполне возможно, что различия в регуляции генов могут изменять уровень экспрессии ключевых белков, меняя устойчивость организма без потери или приобретения конкретного гена», — пояснил Тирумалай.
Оказалось, что четыре из этих уникальных генов расположены на фаговых элементах бактериального штамма. Фаг (бактериофаг) — это вирус, заражающий бактерии. Фаги являются основными переносчиками генов между микробами.
«Задача по уничтожению микробов в чистых комнатах, где собираются космические аппараты, или на борту самих аппаратов останется сложной для NASA и других космических агентств», — заключил Тирумалай.