Вчені вивчають, які мікроорганізми можуть вижити на Марсі

Життя на Марсі ще не виявлено, але цікаво досліджувати обставини, за яких це можливо. Команда під керівництвом Берлінського технічного університету (TU Berlin) спільно з Інститутом прісноводної екології та внутрішнього рибальства імені Лейбніца (IGB) вивчила клітинні процеси, які регулюють адаптацію мікроорганізмів до перхлоратів. Якби мікроорганізми могли генетично адаптувати свою реакцію на стрес до цієї солі, яка зустрічається в деяких пустелях і на Марсі, їхнє виживання на Червоній планеті було б можливим.

Життя, яким ми його знаємо, вимагає енергії та наявності CHNOPS. Ця абревіатура розшифровується як вуглець, водень, азот, кисень, фосфор і сірка. Мікроелементи та рідка вода також незамінні. Значна частина цього доступна на Марсі: енергія може бути забезпечена сонячним світлом або хімічними процесами, вуглець доступний через тонку, але багату вуглекислим газом атмосферу, а інші важливі елементи є в достатку на поверхні планети у тому, що називається реголітом.

Однак рідка вода є проблемою через низький атмосферний тиск близько 6 мілібарів (для порівняння, середній тиск повітря на Землі становить близько 1 бар) і середню температуру нижче нуля. Одним із небагатьох способів отримання води поблизу поверхні Марса є утворення тимчасово стабільних сольових розчинів шляхом розплавлення.

У цьому процесі сіль поглинає воду з атмосфери та розчиняється в ній. На Марсі є багато гігроскопічних солей, у тому числі перхлорати (ClO ₄^—), які легко поглинають воду з атмосфери та знижують температуру замерзання води. Вони також іноді зустрічаються на Землі в дуже сухих пустелях. Цієї води теоретично достатньо для підтримки метаболізму певних груп мікроорганізмів. Однак перхлорати викликають стрес у клітині, а яким саме чином, досі було мало відомо.

«Для того, щоб зрозуміти потенційне мікробне життя на Марсі, важливо з’ясувати, як мікроорганізми справляються з такими стресовими факторами, тому що тільки якщо вони розвивають хорошу реакцію на стрес, мікроби зможуть впоратися з високими концентраціями солі та дійсно використовувати солі, такі як розплавлення та зниження температури замерзання», – сказав перший автор Джейкоб Хайнц з Берлінського ТУ.

Дослідницька група використала протокол протеоміки, розроблений Інститутом Роберта Коха (RKI), щоб проаналізувати реакцію дріжджів Debaryomyces hansenii на стрес, специфічну для перхлорату, і порівняти її з загальновідомими адаптаціями до сольового стресу. Дослідники виявили, що реакції на стрес на хлорид натрію та перхлорат натрію мають багато загальних метаболічних особливостей; наприклад, ті самі сигнальні шляхи, посилений енергетичний метаболізм або утворення осмолітів.

«Однак ми також ідентифікували кілька нових стресових реакцій, які були специфічними для перхлорату. Наприклад, глікозилювання білків і ремоделювання клітинної стінки, ймовірно, для стабілізації білкових структур і клітинної мембрани. Ці стресові реакції також будуть мати велике значення для передбачуваного життя на Марсі», — пояснив співавтор Ганс-Петер Гроссарт з IGB.

«Якщо ми шукаємо життя на Марсі, ми повинні бути відкритими, тому що місцеві марсіанські мікроби — якщо вони існують — безперечно пристосовані до умов навколишнього середовища на Марсі за допомогою різних біохімічних процесів, які можуть не відбуватися на Землі», — сказав Дірк. Шульце-Макух, співавтор дослідження та науковець IGB та TU Berlin. «Але якщо ми дослідимо, як організми на Землі справляються зі стресовими факторами на Марсі, такими як перхлорати, ми матимемо перші підказки про те, як життя на Марсі може впоратися зі складними умовами навколишнього середовища».