超狂抗辐射细菌撑过实验,在国际空间站舱外设施存活整整一年

随着人类活动范围正在往整个太阳系扩展,了解分子在外太空的生存机制也变得越来越重要。虽然人体仍无法长时间处于失重环境,但这不包括某些极端的地球微生物,比如抗辐射通用球菌。根据国际空间站上最新实验结果,抗辐射通用球菌居然在舱外设施健康地生活了整整一年。

如果想知道人类离开地球去外太空晃一圈后回来会变怎样,可以参考看看NASA宇航员Scott Kelly。他在国际空间站(ISS)工作了1年,回到地球后出现了骨质流失、DNA端粒改变等症状,过了3个月双脚依然酸痛,而这还只是多数时间待在空间站内活动的下场。

如果离开国际空间站保护、仅靠着防护衣暴露在外太空,我们还要面对宇宙射线、太阳辐射、真空、剧烈温差、微重力等种种艰巨挑战。

然而对“抗辐射通用球菌(Deinococcus radiodurans)”来说,这只是不痛不痒的小事情。抗辐射通用球菌是一种免疫辐射的嗜极生物,可承受的辐射量是人类致死剂量的3,000倍、蟑螂抵抗极限剂量的15倍。

从2015年时,科学家就在国际空间站的舱外设施Kibo实验模块中执行Tanpopo任务,脱水的抗辐射通用球菌被放在能阻挡波长低于190纳米紫外线的玻璃窗后,科学家想知道这种顽固的细菌如何在极端环境中生存。

在经历1年的辐射轰炸、剧烈温度变化与失重环境的低地轨道太空实验后,科学家带回这些脱水细菌并重新补水,将之与地球上的细菌样本比较,发现实验组细菌的存活率和对照组相比虽然低了许多、外形也变得明显不同,但它依然活着。根据论文图片(见下图),可以看到实验组细菌的表面出现许多小隆起,这些囊泡可启动快速压力反应,引发多种修复机制,且某些蛋白质与mRNA变得更丰富。

抗辐射通用球菌实验组(左)与对照组(右)。(Source:截取自论文)

研究人员认为,外膜囊泡可能含有对营养获取、DNA转移、清除毒素等功能相当重要的蛋白质,比如触发UvrABC核酸内切酶的切除修复机制以应对DNA损伤,过氧化氢酶丰度伴随着腐胺增加,也反映出对活性氧的防御机制。

这项研究有助于了解哪些分子能应对外空环境变化,并了解这些极端微生物有可能在哪些天体上生存。新论文发布在《Microbiome》期刊。

(首图为示意图,来源:pixabay)

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