Ученые из Университета Штата Луизианы (США) при финансовой поддержке НАСА занимаются изучением способности микробов выживать в условиях древней вечной мерзлоты. Поняв, каким образом микробам удается выжить в вечной мерзлоте на Земле, ученые намерены разобраться, удастся ли восстановить микроорганизмы, которые, возможно, есть на Марсе.
Чтобы понять, как микробы выживают в замороженном состоянии, ученые сосредоточились на анализе ДНК. Микробы состоят из макромолекул, которые, даже если заморожены, подвержены распаду. Ученые отмечают, что знают целый ряд спонтанных реакций, которые приводят к повреждению ДНК. Худший вид повреждений - двухцепочечный разрыв, когда ДНК микроба расщепляется на две отдельные части. Чтобы вернуть функциональность хромосомы, обе части должны быть соединены.
Этот вид повреждения неизбежен, если клетки находятся в вечной мерзлоте в течение тысяч лет. Ученые поясняют, что если микроб находится во льду в течение длительных периодов времени, его ДНК постепенно как бы разрезается на куски. В конечном счете, наступает момент, когда ДНК микроба настолько поврежден, что сам микроб становится нежизнеспособным.
Казалось бы, ситуация совершенно безнадежная. Но – что любопытно – исследователям удалось возродить микробов, которые были похоронены во льдах и вечной мерзлоте сотни тысяч лет назад. Ученые возродили несколько типов бактерий, которые они нашли на вершине Гулия на Тибетском нагорье в Западном Китае. Этому льду уже около 750 000 лет, больше, чем человеку.
Ранее выживание микроорганизмов в вечной мерзлоте ученые приписывали способности микробов сохраняться в дремлющем метаболическом состоянии. Однако в этом случае не учитываются фоновые уровни ионизирующего излучения (радиации), которые вызывают повреждения. Исследователи из Университета штата Луизианы находят другое объяснение выживания микробов: механизм восстановления ДНК может работать даже в условиях замораживания.
В лабораторных экспериментах ученые взяли замороженную суспензию бактерий из вечной мерзлоты и подвергли их дозе ионизирующего излучения, эквивалентной той, что испытали бы бактерии, пролежавшие не менее 225 000 лет во льду.
После этого исследователи поместили микробов в камеру с низкой температурой (-15 градусов Цельсия) на два года, и периодически проверяли целостность ДНК микробов. Как и ожидалось, ионизирующее излучение повредило хромосомы, однако в морозильной камере части ДНК стали собираться в правильном порядке.
По словам исследователей, это не случайный процесс, это говорит о том, что клетка способна восстанавливать ДНК. Теперь авторы исследования полны оптимизма относительно возможности возрождения микробов, которые могли бы быть найдены на Марсе. Если механизмы восстановления ДНК работают в криосфере на Земле, то внеземные микробы тоже могут использовать эти механизм выживания в различных ледяных мирах Солнечной системе.
Кроме того, понимание механизма восстановления ДНК сделало бы прорыв в криозаморозке человека – люди могли бы проводить в анабиозе долгие годы, а затем невредимыми «просыпаться».
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
