Марс представляет собой крайне агрессивную среду для любых известных форм жизни из-за сочетания токсичных химических соединений и жестких физических воздействий. К числу наиболее серьезных угроз для потенциальных микроорганизмов на планете относятся ударные волны от падения метеоритов и присутствие в почве перхлоратов – активных солей, которые разрушают структуру белков и нарушают водородные связи в клетках. Исследователи из Индии изучили устойчивость живых систем к этим факторам на примере пекарских дрожжей Saccharomyces cerevisiae.
Выбор этого организма в качестве модели обусловлен его биологическим сходством с более сложными формами жизни и наличием опыта его использования в космических экспериментах. Ученые сосредоточились на изучении рибонуклеопротеидных конденсатов – временных структур из РНК и белков, которые формируются внутри клетки в ответ на внешний стресс. Эти образования, известные как стресс-гранулы и Р-тельца, выполняют функцию консервации генетического материала и регулируют клеточный метаболизм в неблагоприятных условиях.
Для имитации марсианской среды использовалась аэродинамическая установка HISTA в Лаборатории физических исследований в Ахмадабаде. Клетки дрожжей подвергли воздействию ударных волн, скорость которых в 5,6 раза превышала скорость звука. Одновременно с этим образцы поместили в раствор перхлората натрия в концентрации, соответствующей показателям марсианского грунта. Эксперимент показал, что дрожжи сохраняют жизнеспособность даже при одновременном воздействии обоих стрессоров.
В ходе исследования выяснилось, что защитные системы клеток активируются избирательно в зависимости от типа угрозы. Ударные волны провоцировали появление как стресс-гранул, так и Р-телец, тогда как химическое воздействие солей вызывало формирование только Р-телец. Генетически модифицированные клетки, лишенные способности создавать такие защитные конденсаты, продемонстрировали значительно более низкую выживаемость. Это подтверждает гипотезу о том, что именно молекулярная самоорганизация позволяет организмам переносить экстремальные нагрузки.
Полученные данные указывают на высокую резистентность простых биологических структур к условиям, которые ранее считались фатальными. Результаты работы расширяют представления о границах обитаемости планет и помогают скорректировать критерии поиска жизни за пределами Земли. Механизмы защиты РНК, обнаруженные у дрожжей, могут оказаться универсальным ключом к пониманию выживаемости организмов в далеком космосе.
