Polacy zbadali bakterie z ISS. Są gotowe do życia w kosmosie

Bakterie pobrane z Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) wykazały zdolności przystosowawcze, umożliwiające im przeżycie w przestrzeni kosmicznej. Badania w tym zakresie przeprowadził zespół naukowców z Małopolskiego Centrum Biotechnologii Uniwersytetu Jagiellońskiego (MCB UJ) i Sano – Centrum Medycyny Obliczeniowej, współpracując z zagranicznymi partnerami, w tym z Jet Propulsion Laboratory NASA oraz Acibadem University w Stambule.

Jak poinformowała Polska Agencja Prasowa, badacze analizowali mechanizmy adaptacyjne mikroorganizmów wyizolowanych z wnętrza ISS. Wyniki opublikowane w prestiżowym czasopiśmie "Microbiome" sugerują, że mikroorganizmy te są w stanie skutecznie dostosować się do ekstremalnych warunków przestrzeni kosmicznej. Mowa o takich warunkach, jak zminimalizowany dostęp do wody, składników odżywczych, czy wystawienie na promieniowanie kosmiczne.

"Na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej mikroorganizmy są poddawane ciągłemu sprawdzianowi przetrwania w ekstremalnych warunkach. Z minimalnym dostępem do wody i składników odżywczych oraz w hermetycznych, ograniczonych przestrzeniach muszą przystosować się do życia w nowym, wymagającym środowisku" – wskazują autorzy badań.

Badania wykazały, że bakterie te rozwijają nowatorskie strategie przetrwania. Mogą być one kluczowe dla przyszłych misji kosmicznych. W tym załogowych podróży na Marsa.

Badania bakterii z ISS przyniosły odkrycia dotyczące zmian w ich fizjologii komórkowej oraz metabolizmie. Wszystkie, spośród pięciu przebadanych organizmów, posiadały unikalne geny, których nie mają ich ziemskie odpowiedniki. Geny te odpowiadały m.in. za syntezę peptydów, transport przez błony komórkowe oraz działanie kanałów mechanosensorycznych, chroniących komórki przed stresem związanym z niskim stężeniem soli.

Naukowcy zidentyfikowali również unikalne białka wytwarzane przez dwa blisko spokrewnione gatunki rodzaju Microbacterium. "W genomach dwóch blisko spokrewnionych gatunków z rodzaju Microbacterium odkryto unikalne białka powierzchniowe z rodziny oksydoreduktaz, nieobecne u gatunków spokrewnionych na Ziemi" – czytamy w raporcie z badania. Białka te uczestniczą w procesach związanych z ochroną przed stresem oksydacyjnym, który powstaje w wyniku promieniowania kosmicznego.

Odkrycia te były możliwe dzięki zaawansowanym narzędziom badawczym, takim jak algorytmy głębokiego uczenia maszynowego. "Takie nowe odkrycia m.in. w genomice kosmicznej są możliwe dzięki zaawansowanym narzędziom do adnotacji funkcjonalnych, opartym na głębokim uczeniu maszynowym, takim jak DeepFRI rozwijanym w Sano" – podkreślają autorzy.

Dzięki analizie genomów bakterii, zespół odkrył także geny oporności na antybiotyki oraz odpowiedzialne za tworzenie biofilmów i potencjalnie nowe związki przeciwdrobnoustrojowe. "To odkrycie może prowadzić do rozwoju nowych leków, które będą miały zastosowanie zarówno w misjach kosmicznych, jak i na Ziemi" – twierdzą naukowcy. Zbadane geny mogą stanowić podstawę do opracowania terapii zwalczających oporne na leczenie infekcje zarówno w kosmosie, jak i w środowisku ziemskim.

Jak zauważa PAP, odkrycia te mogą mieć istotne zastosowanie w przyszłych badaniach realizowanych w nowopowstającym laboratorium badawczym na Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie. W ramach tego projektu planowana jest budowa specjalistycznego habitatu symulującego warunki misji kosmicznych.