Этот распространенный организм мог бы выжить на Марсе
Команда индийских исследователей обнаружила, что пекарские дрожжи могут выживать в экстремальных условиях, подобных марсианским, включая высокоинтенсивные ударные волны и токсичные перхлоратные соли.
Пекарские дрожжи (Saccharomyces cerevisiae) наиболее известны своей важной ролью в выпечке, пивоварении и биотехнологии. Однако этот неприметный микроорганизм может также помочь ученым понять нечто гораздо более важное: как жизнь может выживать в экстремальных условиях других миров.
В недавнем исследовании ученые из Департамента биохимии (BC) Индийского института науки (IISc) совместно с коллегами из Физической исследовательской лаборатории (PRL) в Ахмедабаде обнаружили, что эти обычные дрожжи могут выживать в условиях, схожих с марсианскими.
Чтобы проверить ее устойчивость, ученые подвергли дрожжевые клетки воздействию высокоинтенсивных ударных волн, сопоставимых с силами, создаваемыми ударами метеоритов о поверхность Марса, а также перхлоратными солями — химическими веществами, известными своей токсичностью и обильным содержанием в марсианском грунте.
Используя специальную высокоинтенсивную ударную трубу для астрохимии (HISTA), разработанную в лаборатории Бхаламуругана Сиварамана в PRL, они сгенерировали ударные волны, достигающие скорости 5,6 Маха. Затем команда обработала дрожжевые клетки 100 мМ перхлоратом натрия, как отдельно, так и одновременно с воздействием ударной волны, чтобы оценить, как организм реагирует на эти комбинированные стрессы.
«Одним из самых больших препятствий было создание трубки HISTA для воздействия ударными волнами на живые дрожжевые клетки — что ранее не предпринималось — и последующее извлечение дрожжей с минимальным загрязнением для последующих экспериментов», — объясняет ведущий автор статьи Рия Дхаге, ассистент проекта в лаборатории Пурушарта И. Раджагуру, доцента Британской Колумбии.
Удивительный механизм выживания
Примечательно, что дрожжевые клетки выжили при воздействии ударных волн и перхлората, как по отдельности, так и в комбинации, хотя их рост замедлился. Вероятно, ключ к их устойчивости заключается в их способности производить конденсаты рибонуклеопротеинов (РНП) — крошечные структуры без мембран, которые помогают защищать и реорганизовывать мРНК, когда клетки находятся в состоянии стресса.
Ударные волны вызывали сборку двух типов РНП, называемых гранулами стресса и P-телами, в то время как воздействие перхлората приводило к образованию только P-тел. Дрожжевые мутанты, которые не могли формировать эти структуры, имели гораздо меньше шансов на выживание.
Результаты показывают, как конденсаты РНП могут служить биомаркерами клеточного стресса в внеземных условиях.
«Уникальность этой работы заключается в интеграции физики ударных волн и химической биологии с молекулярной клеточной биологией для изучения того, как жизнь может справляться с такими стрессовыми факторами, как на Марсе», — говорит Дхаге.
Результаты исследования подчеркивают, что пекарские дрожжи могут служить отличной моделью для индийских исследований в области астробиологии. Понимание того, как такие клетки реорганизуют свою РНК и белки под воздействием механического и химического стресса, может дать представление о выживании форм жизни за пределами Земли. Важно, что такие знания могут также послужить ориентиром при разработке устойчивых к стрессу внеземных биологических систем.
«Мы были удивлены, наблюдая, как дрожжи выживают в условиях стресса, подобных марсианским, которые мы использовали в наших экспериментах», — говорит Раджагуру, ведущий автор исследования. «Мы надеемся, что это исследование стимулирует усилия по использованию дрожжей в будущих космических исследованиях».
