Пекарские дрожжи, известные своей ролью в выпечке, пивоварении и биотехнологиях, могут помочь в поиске ответа на один из фундаментальных вопросов – как жизнь способна выживать в экстремальных условиях за пределами Земли. Новое исследование показало, что этот повседневный микроорганизм обладает поразительной стойкостью к средам, имитирующим марсианские.
Ученые из Индийского научного института в Бангалоре и Физической исследовательской лаборатории в Ахмадабаде подвергли живые клетки дрожжей серии суровых испытаний. Чтобы смоделировать условия на Марсе, они использовали мощные ударные волны, сравнимые с теми, что возникают при падении метеоритов, а также перхлораты – токсичные соли, обнаруженные в марсианском грунте. Ударные волны, сгенерированные в специальной установке, достигали скорости, в 5,6 раза превышающей скорость звука. Несмотря на это, дрожжи выжили.
По словам исследователей, проведение такого эксперимента стало серьезной технической задачей. «Одной из самых больших трудностей было настроить установку для воздействия ударными волнами на живые клетки дрожжей – этого раньше никто не делал – а затем извлечь их с минимальным загрязнением для дальнейшего анализа», – объясняет ведущий автор Рия Дхаге. Несмотря на воздействие ударных волн, токсичных солей и даже их комбинации, клетки дрожжей остались живы. Их рост замедлился, но уровень выживаемости оставался высоким.
Секрет такой устойчивости, как полагают ученые, кроется в способности дрожжей формировать рибонуклеопротеиновые (РНП) конденсаты. Это крошечные структуры внутри клетки, которые помогают защищать и реорганизовывать генетический материал в виде мРНК во время стресса. Под действием ударных волн и перхлоратов клетки активно формировали эти защитные гранулы. Штаммы дрожжей, лишенные способности создавать такие структуры, демонстрировали значительно более низкую выживаемость.
Полученные данные не только доказывают удивительную жизнеспособность простых организмов, но и открывают новые перспективы для астробиологии. РНП-конденсаты могут служить биомаркерами – биологическими индикаторами, указывающими на то, как клетка реагирует на стресс в инопланетной среде. «Уникальность этой работы заключается в объединении физики ударных волн, химической и молекулярной биологии для изучения того, как жизнь может справляться с подобными марсианскими стрессорами», – добавляет Дхаге.
Это исследование делает пекарские дрожжи мощным модельным организмом для изучения пределов выживания жизни и может помочь в разработке биологических систем, предназначенных для работы в космосе. «Мы были удивлены, наблюдая, как дрожжи выживают в марсианских условиях, которые мы использовали в наших экспериментах, – говорит руководитель исследования Пурушарт Раджьягуру. – Мы надеемся, что эта работа подстегнет усилия по включению дрожжей в будущие космические миссии».
