Mutant Test Resistance Mikroby Radiation


Original: http://www.astrobio.net/exclusive/3866/mutant-microbes-test-radiation-resistance
Copyright: Jeremy Hsu

Wczesna Ziemia brakowało warstwę ozonową do działania jako tarcza przeciwko wysokiej energii promieniowania słonecznego, ale mikroby kwitła przez dostosowanie do lub znalezienie innych form ochrony od wyższych poziomów promieniowania ultrafioletowego. Teraz naukowcy rozpoczęli badania nowoczesne mikroby, czy mogą one działać jako pionierów w trudnych warunkach pozaziemskich przestrzeni i innych środowisk planetarnych.

Jedno z takich badań z zeszłego roku spojrzał Bacillus subtilis, wspólne bakterii gleba, która stała się wzorem dla organizmu eksperymentów i rekord na przeżycie kosmicznej po spędzeniu sześciu lat długiej ekspozycji NASA trwania sondy Facility. Zwykły mikrob potrafiła ewoluuje odporność na promieniowanie UV do 3 razy większa niż oryginalnego przodka czy non-UV-narażone grupy, po 700 pokoleń żył i umarł w naziemnych eksperymencie laboratoryjnym.

Close-up z Expose-R obiektu, który uzupełnia Expose-E na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Image credit: ESA
Poprzez porównanie mutanty odporne na promieniowanie z ich przodka i non-UV-narażone grupy, badacze mogą być niemal pewni, że ich adaptacja na promienie UV nie pochodzą z odpornego na promieniowanie UV ukrycia próbki wśród pierwotnej populacji bakterii.

“Znaczenie jest to, że jeden organizm aktywnie zdolne do reakcji i dostosowania się do zmian w jego środowisku”, powiedział Marko Wassmann, badacz biologii promieniowania w Niemieckim Instytucie Aerospace Center of Aerospace Medicine w Niemczech.

To dostosowanie się do wskazówek promieniowania w jaki sposób niektóre bakterie mogą przetrwać podróż na Ziemię na pokładzie starożytnych asteroidy, według teorii zwanej panspermii. Podobnie adaptacyjne zdolności wskazuje jak mikroby Ziemia może być w stanie skolonizować ostrzejsze pozaziemskich środowisk, takich jak Mars, chociaż nawet większość bakterii odpornych na promieniowanie będzie stawić czoło innym wyzwaniom, jeśli starali się przeżyć poza Ziemią. Eksperyment pokazał, że B. subtilis była możliwość dostosowywania się do poziomu UV nawet wyższych niż te znajdujące się na pierwotnej Ziemi – zapowiedź niewykorzystanego potencjału, który leży jeszcze w niektórych organizmów.

Shields up

Hipoteza panspermii proponuje, że życie jest rozprowadzana po całym wszechświecie przez asteroidy i komety.
Przetrwanie nie oznacza, że ​​bakterie nie mają granic. Naukowcy oszacowali, że bakterie przechodzą “całkowicie nieekranowanej naświetlenia” tylko przetrwać dwie i pół minuty na powierzchni wczesnej Ziemi.

Na szczęście dla B. subtilis, jego dom gleba powinna stanowić pewną ochronę osłonowego w bardziej “okolicznościach naturalistycznych” na Ziemi. Fakt, że bakteria spędza większość życia w stanie zarodników ochronnej także przyczynia się do jej osi czasu dla przeżycia.

W tym samym czasie, naukowcy upewnić się, że odporność na promieniowanie wynika ich eksperymentu nie pochodzić z dowolnego rodzaju osłony. Potwierdziły one, brak ekranowania patrząc na cząsteczki DNA, które doprowadziły fotoproduktów od promieni UV zarówno w UV ewoluował i komórki przodków, aby upewnić się, że były takie same.

Bakteryjne zdolność komórek do naprawy uszkodzeń DNA może się zmienić jeśli chodzi o szybkość, ale ogólna zdolność naprawy pozostaje niezmienione, zgodnie Wassmann. On i jego koledzy nadal analizować wszelkie zmiany w szlakach naprawy.

“Cały sekwencjonowania genomu o UV-przystosowanego szczepu przyniosły żadnych zmian w genach kodujących enzymy zaangażowane w UV-zależną naprawy uszkodzeń,” Wassmann wyjaśnił.

Drobnoustroje w przestrzeni

Mikroby toleruje ekstremalne warunki UV poprzez wykorzystanie materiałów osłonowych, takich jak ten skorupy soli w arabskiej pustyni. Image credit: NASA / Matthew F. Reyes
Zmutowane bakterie nie pozostał bezczynny, ponieważ ich zmian adaptacyjnych. Naukowcy wysłał odporne bakterie ziemi do Międzynarodowej Stacji Kosmicznej na prawdziwe badania odporności promieniowania kosmicznego eksperymentu adaptacji, który został zamontowany na Expose-E peronie stacji kosmicznej na module Columbus. Próbki wrócił na Ziemię pod koniec września 2009 roku.

Nieaktywne przetrwalniki bakterii zostały wystawione na przestrzeni i symulowanych warunkach marsjańskich na 18 miesięcy. To znaczy, że nie miał przeżyć tylko zwiększone dawki promieniowania, ale również w celu ekspozycji próżni i utratę wody.

W powieści Michaela Crichtona, “The Andromeda Strain”, wojskowy satelita wywala do Ziemi i niesie ze sobą śmiertelne pozaziemskie mikroorganizmy. Kredytowej Grafika: książki Avon
“Hipotezy eksperymentalnie badane, czy był ADAPT długotrwałe ciśnienie selektywne promieniowania UV w wyniki wyższej odporności na promieniowanie UV, a także w wyższej odporności na dalsze” Extreme czynników środowiskowych, które istnieją w przestrzeni “Wassmann mówi.

Ocena wyników eksperymentów kosmicznych trwa od początku 2010 roku. Ale Ziemia oparte eksperyment, który stworzył zmutowane mikroby już wskazał na większe względy zarówno dla przeszłości i przyszłości ludzkości w przestrzeni kosmicznej.

“Jeśli ten jeden organizm jest zdolny do założenia nowej i dobrze dostosowany populacji, ma znacznie większy potencjał zamieszkujących nowych biotopów” Wassmann powiedział. “I to ma duży wpływ na różne dziedziny, w tym, ale nie ograniczają się do teorii panspermii i planetarnych kwestii ochrony.”

Biorąc pod uwagę zdolność nawet małych bezkręgowców znanych jako woda pozostaje do naprawy DNA po ekspozycji na promieniowanie, może jeszcze więcej niespodzianek czeka naukowców badających bakterie.

Badanie zostało opisane w lipcu / sierpniu 2010 numerze czasopisma Astrobiologii. Naukowcy w Niemieckim Centrum Lotnictwa i Kosmonautyki teraz mają dodatkowe B. subtilis próbki do zbadania z Expose-R platformie powrócił na Ziemię na pokładzie promu kosmicznego Discovery w dniu 9 marca 2011 roku.