Бактерии в космосе ведут себя загадочным образом

Колонии бактерий, выращенные на борту шаттла «Атлантис», вели себя не так, как на Земле, согласно новому исследованию Политехнического института Ренсселера, финансируемому NASA. Это ключевой шаг к пониманию рисков, которые бактерии могут представлять для астронавтов в длительных миссиях.

Эксперимент под руководством Синтии Коллинз отправился в космос на шаттле «Атлантис» в миссиях STS-132 (16 мая 2010 г.) и STS-135 (8 июля 2011 г.). Образцы бактерии Pseudomonas aeruginosa культивировали три дня в искусственной моче.

Результаты в невесомости:

• Биоплёнки сформировали структуру «колонна-свод», никогда ранее не наблюдавшуюся на Земле.
• У них было больше живых клеток, биомассы, и они были толще, чем контрольные образцы, выращенные в условиях нормальной гравитации.

Биоплёнки были проблемой на станции «Мир» и остаются ею на МКС. «Наше исследование предлагает первые доказательства того, что космический полёт влияет на поведение бактерий на уровне сообщества», — сказала Коллинз.

Исследование важно не только для космонавтики, но и для разработки новых методов профилактики и лечения болезней на Земле, например, для борьбы с внутрибольничными инфекциями.

Методология:

• В космос отправили 12 устройств (group activation packs, GAPs) с пробирками бактерий.
• Искусственная мочевая среда была выбрана из-за её физиологической релевантности и важности систем переработки отходов для длительных полётов.
• Эксперимент в космосе и на Земле (в Космическом центре Кеннеди) запускали синхронно.
• Для анализа использовали конфокальную лазерно-сканирующую микроскопию и другие лабораторные методы.

«Результаты экспериментов в смоделированной невесомости не всегда совпадают с теми, что наблюдаются в реальном космическом полёте», — отметила советник по научной полезной нагрузке NASA Макарена Парра.

Дальнейшие планы:

Учёные исследуют экспрессию генов, связанных с метаболизмом и вирулентностью бактерий, и построят математические модели роста биоплёнок.

«Прежде чем отправлять астронавтов на Марс, мы должны максимально снизить риск, который биоплёнки представляют для экипажа», — заключила Коллинз.

Исследование опубликовано в журнале PLOS ONE 29 апреля 2013 года под названием «Spaceflight promotes biofilm formation by Pseudomonas aeruginosa». Проект был поддержан Космическим биологическим проектом NASA.