Микробы в космосе

Виктор ЛАВРУС, перевод с английского

Развитие организмов в космосе и на земле существенно отличается. Оказалось, что кишечные палочковидные бактерии сальмонеллы в космосе становится менее активными. Это мало утешает космонавтов, чья иммунная система также ослаблена нахождением организма в невесомости.

Мисс Черил Никерсон – эксперт по микробиологии и иммунологии в Центре наук здоровья (Туланский университет) – и его коллеги надеются, что изучение микроорганизмов в условиях космического полета поможет найти новые способы противодействия болезнетворным микроорганизмам.

Болезнетворный микроб сальмонелла

Эксперимент, названный Yeast GAP, преследует цель изучить наследственные изменения пивоваренных дрожжей (saccharomyces cerevisiae) на борту космической станции в 2004.

«Пивоваренные дрожжи являются не патогенным микроорганизмом. Дрожжевые клетки представляют собой удобную модель для исследования потому, что они безопасны в работе и хорошо изучены» – говорит Никерсон, ведущий специалист проекта. Кроме того, дезоксинуклеиновая кислота (ДНК*) пивоваренных дрожжей схожа с инфекционной разновидностью простых микроскопических грибов (protozoans). «Геном дрожжей относительно прост, что делает его удобным для исследований».

* Дезоксирибонуклеиновые кислоты (ДНК), высокополимерные природные соединения, содержащиеся в ядрах клеток живых организмов; вместе с белками гистонами образуют вещество хромосом. ДНК – носитель генетической информации, ее отдельные участки соответствуют определенным генам. Молекула ДНК состоит из 2 полинуклеотидных цепей, закрученных одна вокруг другой в спираль. Цепи построены из большого числа мономеров 4 типов – нуклеотидов, специфичность которых определяется одним из 4 азотистых оснований (аденин, гуанин, цитозин, тимин). Сочетания трех рядом стоящих нуклеотидов в цепи ДНК (триплеты, или кодоны) составляют код генетический. Нарушения последовательности нуклеотидов в цепи ДНК приводят к наследственным изменениям в организме – мутациям. ДНК точно воспроизводится при делении клеток, что обеспечивает в ряду поколений клеток и организмов передачу наследственных признаков и специфических форм обмена веществ.

Одноклеточный грибок Saccharomyces cerevisiae (пивоваренные дрожжи)

Геном пивоваренных дрожжей содержит 6312 генов, каждый из которых является носителем наследственных признаков. Для его изучения изготавливаются 6312 вариантов культур одноклеточных дрожжей. Каждый вариант имеет отличный от других «оглушенный ген» который не кодирует белок, а служит меткой, позволяющей отличить один ген от других.

Результат воздействие перегрузок на культуру:
слева – в земных условиях, справа – при воздействии искусственной невесомости

Нарушения последовательности нуклеотидов в цепи ДНК приводят к наследственным изменениям – мутациям. Изменение наследственных признаков и специфических форм обмена веществ позволит выявить механизм влияния конкретных участков ДНК на жизнедеятельность микроорганизмов в космосе.

Биореактор – центрифуга

Предварительные исследования воздействия на культуру дрожжевых грибков проводились в центрифуге. По замыслу экспериментаторов свободно падающая в медленно вращающейся жидкости культура грибка находится в условиях, близких к невесомости. Эксперименты показали, что изменения структуры грибков в искусственных условиях согласуются с результатами анализа дрожжевых грибков выросших на борту космического корабля Шатл.

Ранее опубликовано:

Барри Л.П. A bad influence on microbes? Отделение науки. НАСА, 2003.

Дата публикации:

4 декабря 2003 года