Пробіотики на орбіті: що означає виживання спор для місій на Марс

Австралійські дослідники з RMIT University довели, що корисні для людини бактерії можуть пережити справжні космічні іспити: запуск ракети, кількахвилинну мікрогравітацію та жорстке гальмування під час повернення. У межах суборбітального польоту на двоступеневій ракеті SubOrbital Express 3 — M15 спори Bacillus subtilis піддалися прискоренням до ≈13g, витримали ~6 хв мікрогравітації на висоті близько 257 км і пікові перевантаження під час стадії повернення. Після повернення їхня життєздатність і морфологія не відрізнялися від контрольної групи, що свідчить про високий запас міцності мікробів у реальних умовах польоту.

a — відсік корисного навантаження суборбітальної ракети Suborbital Express 3 — M15. b — траєкторія польоту Suborbital Express 3 — M15. c — секція ракети для корисних навантажень спільного запуску. d — CAD-креслення, що вказує розташування корисного навантаження ADI-α всередині модуля спільного запуску. Джерело: nature

Команда наголошує: для довготривалих місій — від Місяця до Марса — стабільна мікробіологічна підтримка організму екіпажу є критичною. Результат дає підстави розраховувати, що ключові пробіотичні організми витримають найекстремальніші етапи подорожі — від старту до посадки. Дослідження виконане у співпраці з ResearchSat і Numedico, а детальні параметри польоту (у т. ч. кутова швидкість ~220°/с під час входу) та підрахунок колонієутворюючих одиниць (≈9,7×10⁷ проти 9,2×10⁷ у контролі) наведені в публікації.

Подія в Києві на перетині мистецтва, космосу та технологій! Дізнатися більше

Як це працює? Секрет простий: у політ відправляють не ніжні живі бактерії, а їхні спори — це природний режим сплячки. Спора висушена, майже нічого не споживає, а всередині ДНК щільно запакована захисними білками, зверху — міцна багатошарова оболонка. Тому їй майже байдуже до вібрацій, різких перевантажень і кількох хвилин невагомості під час запуску та повернення. У лабораторії спори розміщують у маленьких капсулах з інертним носієм і фіксують у контейнері, який частково гасить удари та перепади температур. Після польоту все просто: додають поживне середовище і тепло — спора знову набирає воду, прокидається та починає рости, ніби нічого й не було. Тобто хитрість не в героїчній витривалості звичайних клітин, а у правильній формі — спорах, які природа створила спеціально, щоб переживати екстремальні умови.

Типові СЕМ-зображення ліофілізованих спор: a, b — наземні спори; c, d — астроспори після космічного польоту. Морфологія астроспор подібна до морфології наземного зразка. Джерело: nature

Чому це важливо? Здоров’я екіпажу — фундамент далекої астронавтики. Якщо пробіотичні спори надійно витримують старт / повернення, це відкриває шлях до більш простих і надійних систем життєзабезпечення: від стабільних пробіотиків у харчуванні до біореакторів замкненого циклу. Для астробіології результат задає важливу базову лінію: якщо земні спори такі витривалі, місії з пошуку життя мають враховувати і їхню можливу переносимість, і ризики привнесеного забруднення. Водночас відомості про межі виживання мікроорганізмів допоможуть точніше калібрувати інструменти для виявлення слідів життя у жорстких середовищах — від марсіанської поверхні до підлідних океанів супутників.

Хочете зрозуміти, чому виживання земних спор у польоті посилює надії знайти мікробне життя на Червоній планеті? Які схованки Марса — висохлі дельти, соляні породи, підповерхневий лід — найкраще зберігають біосліди та чим їх шукають ровери й орбітальні спектрометри? Про головні аргументи, методи пошуку й найближчі місії читайте у матеріалі «Чому ми шукаємо життя на Марсі?».

За матеріалами nature

Новини інших медіа