В чистых помещениях, где собирают космические аппараты, учёные из NASA, Саудовской Аравии и Индии обнаружили 26 новых видов бактерий. Эти микроорганизмы, выживающие в условиях, близких к космическим, могут поставить под угрозу планетарную защиту и открыть путь к биотехнологическим прорывам. Строгий контроль за микробами в «стерильных» зонах критически важен для предотвращения заражения других планет, а их генетические особенности могут совершить переворот в медицине и пищевой промышленности.
Помещения NASA, где разрабатывают аппараты для космических миссий, спроектированы так, чтобы свести к минимуму загрязнения. Но даже здесь ультрафиолетовое излучение, обработка перекисью водорода и строгий температурный контроль не способны избавиться от экстремофилов. Межнaродная команда проанализировала 215 бактериальных изолятов, выделенных в Космическом центре Кеннеди. С помощью геномного секвенирования выявили 53 штамма, принадлежащие 26 неизвестным видам. Большинство из них — грамотрицательные (77%) и способны выдерживать радиацию, щелочную среду (pH >10), перепады температур и даже вакуум.
Бактерии обладают выдающейся способностью к выживанию благодаря генам, отвечающим за репарацию ДНК, детоксикацию и устойчивость к дезинфекции. Например, гены COG3253 и COG2318 защищают от радиации, а BolA и CvpA участвуют в формировании биоплёнок, повышая сопротивляемость. Некоторые штаммы, например Paenibacillus canaveralius, синтезируют бациллибактин для усвоения железа, а Georgenia phoenicis производит алкилрезорцины с противораковыми свойствами.
Анализ данных показал, что новые виды встречаются реже всего — менее 0,1% в микрофлоре чистых помещений. Новые виды сохраняются там длительное время, приспосабливаясь к жизни в условиях дефицита питательных веществ. «Это словно микробные ниндзя: их мало, но они непобедимы», — отметила Джуния Шульц, первая автор исследования.
Открытие имеет двойственную природу. С одной стороны, оно требует пересмотра методов планетарной защиты: выжившие бактерии могут исказить данные поиска внеземной жизни, предупреждает Кастури Венкатесваран, бывший старший научный сотрудник NASA. С другой стороны, их геномы содержат биосинтетические кластеры для создания ε-поли-L-лизина (консервант), зеаксантина (для здоровья глаз) и экстремозимов, устойчивых к высоким температурам, что может быть полезным в ПЦР-анализах.
«Мы находимся на пороге открытий, которые изменят медицину и биотехнологии,» — отметила Шульц. Например, Agrococcus phoenicis способен производить антимикробные липопептиды, а Pseudomonas phoenicis — каротиноиды, защищающие от ультрафиолета. Учёные уже тестируют эти штаммы для применения в фармацевтике и системах жизнеобеспечения космических станций.