為什么細(xì)菌在太空中存活生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)了線索
在休斯敦大學(xué)喬治??怂菇淌诘膶?shí)驗(yàn)室里,科學(xué)家正在研究可能污染其他行星的地球細(xì)菌。盡管進(jìn)行了極端的凈化努力,來(lái)自地球的細(xì)菌孢子仍然設(shè)法進(jìn)入太空船上的外太空。福克斯和他的團(tuán)隊(duì)正在研究一些孢子如何以及為何無(wú)法去除污染。他們的研究發(fā)表在BMC微生物學(xué)。
為了進(jìn)入美國(guó)國(guó)家航空航天局位于馬里蘭州格林貝爾特的戈達(dá)德太空飛行中心,世界上最大的潔凈室或加利福尼亞州加州理工學(xué)院的噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室,超級(jí)衛(wèi)生潔凈室,員工們通過(guò)一系列游說(shuō)活動(dòng)。其中一個(gè)是粘性地板墊,可以捕獲鞋子上的污垢。另一個(gè),大約相當(dāng)于一個(gè)舊電話亭的大小,提供強(qiáng)制風(fēng)淋浴,數(shù)十個(gè)噴氣式飛機(jī)吹走泥土和碎片。只有在這些消毒措施之后,他們才能穿上緊身衣,頭套和其他消毒的標(biāo)志。
然而,細(xì)菌仍存活并被載運(yùn)到國(guó)際空間站并在火星探測(cè)器上發(fā)現(xiàn)。細(xì)菌在極端條件下存活的能力可能會(huì)導(dǎo)致一種稱(chēng)為“前向污染”的過(guò)程。
“在其他地方尋找生命受到可能從地球運(yùn)輸?shù)教?yáng)系感興趣的物體的影響,”UH,Moores生物學(xué)和生物化學(xué)與生物分子工程教授??怂拐f(shuō)。??怂箤?duì)微生物學(xué)并不陌生。在二十世紀(jì)七十年代,他與科學(xué)家Carl Woese一起,通過(guò)發(fā)現(xiàn)古生物是一個(gè)獨(dú)立的生命領(lǐng)域,徹底改變了這個(gè)領(lǐng)域。
與自然選擇一樣,潔凈室內(nèi)的清潔過(guò)程最終會(huì)殺死較弱的細(xì)菌,同時(shí)更強(qiáng)的應(yīng)變適應(yīng)并且清潔劑未分階段。
??怂箤?shí)驗(yàn)室的博士后生物學(xué)家Madhan Tirumalai說(shuō):“無(wú)論我們做什么,一些細(xì)菌孢子似乎都在尋找逃避去污的途徑。”“我正在試圖了解是什么讓這些孢子在其基因組水平上如此特別,并將這些特征與它們逃避去污措施的能力聯(lián)系起來(lái)。”
它從排序開(kāi)始
Fox團(tuán)隊(duì)研究了屬于芽孢桿菌屬的非致病性(非致病性)細(xì)菌,并產(chǎn)生高度抗性的孢子。它們與噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的潔凈室和航天器裝配設(shè)施隔??離開(kāi)來(lái)。
他們對(duì)兩種對(duì)過(guò)氧化物和輻射具有抗性的菌株的完整基因組進(jìn)行了測(cè)序:B。safensis FO-36bT和B.pumilus SAFR-032。然后他們比較了這些菌株的基因組和另一個(gè)菌株B. safensis JPL-MERTA-8-2的基因組,其中已知細(xì)菌產(chǎn)生易受過(guò)氧化物和輻射影響的孢子,例如短小芽孢桿菌ATCC7061T菌株。B. safensis JPL-MERTA-8-2菌株是從火星奧德賽航天器和噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的相關(guān)設(shè)施中分離出來(lái)的,之后在2004年發(fā)射之前也在火星探索者漫游者(MER)上發(fā)現(xiàn)。
“基因組藍(lán)圖為我們提供了有機(jī)體可能藏匿的基本線索,”Tirumalai說(shuō)。通過(guò)比較四種菌株的藍(lán)圖,他們發(fā)現(xiàn)10種FO-36b獨(dú)有的基因,這些基因在任何其他生物(包括其他芽孢桿菌菌株)中都沒(méi)有發(fā)現(xiàn)。這是10個(gè)功能未知的基因 - 或者10個(gè)懷疑為什么B. safensis FO-36bT的孢子對(duì)過(guò)氧化物和輻射具有抗性,盡管任何特定基因或基因組合的存在與否都不是立即顯而易見(jiàn)的因?yàn)榭吹降淖枇ψ兓?/p>
“基因調(diào)控中的區(qū)別很可能會(huì)改變關(guān)鍵蛋白質(zhì)的表達(dá)水平,從而改變生物體的抗性,而不會(huì)獲得或喪失特定基因。這些是關(guān)于該菌株孢子抗性的潛在基因。 “蒂魯瑪萊說(shuō)。
事實(shí)證明,這些基因中有四個(gè)是在細(xì)菌菌株的噬菌體元件上發(fā)現(xiàn)的。噬菌體是噬菌體的縮寫(xiě),是一種感染細(xì)菌的病毒。噬菌體是在微生物之間轉(zhuǎn)移基因的主要促進(jìn)因素。
Tirumalai說(shuō):“消除潔凈室中微生物,航天器組裝或航天器上的微生物的任務(wù)將繼續(xù)對(duì)NASA和其他航天機(jī)構(gòu)構(gòu)成挑戰(zhàn)。”
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