在惡劣的太空環境中，有一種實驗細菌存活了整整一年

2020-11-10 科技領航人

在太空中度過一年不是在公園裡散步。問問2015年在國際空間站（ISS）上呆了一年的美國太空人斯科特·凱利（Scott Kelly）。他長期呆在太空中，改變了他的DNA、端粒和腸道微生物群，他的骨密度也不正常，三個月後他的雙腳仍然疼痛。

圖註：美國太空人斯科特·凱利（Scott Kelly）在國際空間站（ISS）呆了一年。

但是，要在國際空間站（ISS）保護區之外的裸露空間中生存是另一回事，那裡的紫外線輻射、真空、巨大的溫度波動和微重力都是迫在眉睫的威脅。

因此，在一個罐裝肉中首次發現的一種細菌——耐輻射奇球菌（Deinococcus radiodurans），在國際空間站（ISS）加壓倉外的一個專門設計的平臺上生活了一年之後，仍然活著。

一段時間以來，研究人員一直在研究這些強大的微生物。早在2015年，一個國際團隊就在日本實驗倉Kibo的外部設立了Tanpopo任務，以測試頑強的細菌物種。現在，耐輻射奇球菌（Deinococcus radiodurans）很出色地完成了任務測試。

細菌細胞被脫水，運送到國際空間站，並放置在暴露設施中，暴露設施是一個持續暴露於太空環境的平臺。在這種情況下，細胞位於玻璃窗後面，該玻璃窗阻擋了波長低於190納米的紫外線。

「這項研究提出的結果可能會提高人們對行星保護問題的認識，例如，火星大氣層會吸收190-200 nm以下的紫外線。」奧地利、日本和德國的研究小組在其新論文中寫道，「為了模擬這種情況，我們在國際空間站上的實驗裝置安裝上了二氧化矽玻璃窗。」

這不是D.無線電杜蘭被保存在這些條件下時間最長的時間——早在8月份，我們就寫了一個樣本，其中細菌被留在那裡整整三年。

這不是將耐輻射奇球菌（Deinococcus radiodurans）保留在這種條件下的最長時間——早在8月，我們就報導過一個實驗樣本，該樣本被留在那裡整整三年。

但是，該團隊並不是要爭取世界紀錄，而是試圖找出使耐輻射奇球菌（Deinococcus radiodurans）如此擅長在這些極端條件下生存的原因。

因此，這些耐輻射奇球菌（Deinococcus radiodurans）在太空中經過一年的高劑量的輻射、反覆地凍結和沸騰，研究人員將這些太空細菌帶回到了地球，對在地球上度過了一年的對照組和低地球軌道（LEO）樣本進行補水，並比較了結果。

與對照版本相比，低地球軌道（LEO）細菌的存活率要低得多，但存活下來的細菌似乎還好，即使它們與地球兄弟略有不同。

研究小組發現，低地球軌道（LEO）細菌的表面覆蓋著小的隆起或囊泡，引發了多種修復機制，並且某些蛋白質和mRNA變得更加豐富。團隊不確定是為什麼形成囊泡（您可以在上圖中看到），但是他們確實有一些想法。

「從低地球軌道（LEO）暴露中恢復後，增加的囊泡化可以作為一種快速的應激反應，通過撤回應激產物來增加細胞存活率。」研究小組寫道，「此外，外膜囊泡可能含有對營養獲取、DNA轉移、毒素和群體感應分子的轉運重要的蛋白質，在太空暴露後引發了耐藥機制的激活。」

這種研究有助於我們了解細菌是否能夠在其他世界生存，隨著人類太空探索走向深空，這將變得越來越重要。

「這些研究幫助我們了解了生命存在於地球以外的機制和過程，從而擴展了我們對如何在太空的敵對環境中生存和適應的知識。」維也納大學生物化學家特蒂揚娜·米洛耶維奇（Tetyana Milojevic）說，「結果表明，由於其高效的分子反應系統，耐輻射奇球菌（Deinococcus radiodurans）在LEO中可以存活更長的時間，並且表明具有這種能力的生物體甚至可以實現更長，更遠的旅程。」

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