TLDR: Kvasinky S. cerevisiae vystavené šokovým vlnám roztoku 100 mM perchlorátu sodného, dvěma marťanským stresorům, je úspěšně přežily! Práce ale nesimulovala tlak ani složení atmosféry Rudé planety. Studie tuna.

Mars je místo, kde se životu opravdu nechce – dopady planetek i kosmozáření, vysoce oxidační soli ničící chemické vazby, a mráz jako z ruského filmu hatí většinu možností pro rozvoj místních potenciálních biočichů.

Ale přesto – podle nové studie v PNAS Nexus – obyčejné kvasinky Saccharomyces cerevisiae (ty z piva a chleba) dokážou přežít i tyto nelidské podmínky!

„Co přesně ty podmínky obnášej?“

Tým Purusharth I. Rajyaguru z Indie vystavil kvasinky v laboratoři tzv. mars-like stresu: jednak šokovým vlnám o rychlosti 5,6 Machu, jednak roztoku 100 mM sodného perchlorátu (NaClO₄), který napodobuje marťanskou půdu. Ve výsledku buňky sice zpomalily růst, ale nezemřely. Dokonce přežily i kombinaci obou stresorů – a přitom vytvořily zvláštní obranné struktury z RNA a proteinů, tzv. ribonukleoproteinové kondenzáty (RNP).

Tyto útvary fungují jako mikroskopické bunkry – chrání RNA a pomáhají buňkám přečkat extrémní podmínky. Pokud ovšem kvasinky ztratí schopnost tyto „úkryty“ tvořit, v marsovském simulátoru nepřežijí. Lze tedy říct, že ani marťanská lednice jim nesvědčí…

Analýza RNA také ukázala, že kvasinky mění aktivitu svých genů přesně podle typu stresu: šokové vlny vyvolaly vznik „stresových granulí“, perchlorát zase jiné druhy RNP. To vše naznačuje, že i na Marsu by život mohl mít molekulární nástroje k přežití, pokud by se uměl chránit podobně jako tyto kvasinky.

„Čtu o marťanské hlíně a šocích, ale co atmosféra?“

No, ano – je třeba dodat, že autoři nesimulovali celé marťanské prostředí – experiment zahrnoval pouze šokové vlny a chemický stres způsobený perchlorátem. Nízký tlak, složení marťanské atmosféry ani kosmické záření zatím do testů zahrnuty nebyly. Studii popisuje „very low-pressure Ar“ v experimentu shock tube, ale to není plná simulace marťanské atmosféry ani její složení.

I tak jde o důležitý krok k pochopení, jak by mikroorganismy mohly reagovat na extrémní podmínky mimo Zemi. To samože není zcela poprvé, co někoho napadlo vzít bakterky a narvat je do prostředí podobné vnějšímu vesmíru…

Dokonce proběhly i nějaké pokusy přímo v kosmu – pár let nazpět vzal vysušené vzorky mikroba Deinococcus radiodurans na orbitu japonský astronaut Kimia Yui. Vzorky byly vytaženy na vnější trup japonského modulu Kibo. Na analýzu došlo po roce, dvou letech a nakonec třech letech – mikrobi podmínky přežili, byť ani jim pobyt nesvědčil, a i oni přežili jenom za cenu vytvoření „bunkru“ z mrtvých bří. Odhaduje se, že by takto mohli přežít maximálně osmiletou cestu meziplanetárním prostředím.

„Tož to je docela bída…“

Na druhu stranu, plášť ISS není úplně totéž jako povrch Marsu – ovšem D. radiodurans je zároveň extremofilním mikrobem, což kvasinky S. cerevisiae jaksi naopak nejsou. Navíc: přežití po pár let by negarantovalo schopnost existovat v podmínkách dlouhodobě. Na další (už ani nevím kolikátou) stranu: na Marsu by mikrobiočichům mohly pomáhat podmínky jednotky metrů pod povrchem – kde vliv kosmického záření, největšího to rizika, není tak významný…

Proč tedy studovat kvasinky a né jen extremofily? Vědátoři stojící za nynější práci zároveň dodávají, že právě podobné mikroorganismy by mohly být ideální pro budoucí biotechnologii mimo Zemi – například při výrobě kyslíku či potravin na marťanských základnách.

Kdo ví? Třeba nám tihle drobní biočichové krom piva a chleba jednou postaví i cestu na Rudou planetu!

[Ladislav Loukota]

Vědátor vznikl jako spinoff spolku studentů a popularizátorů vědy UP Crowd, dnes jej provozuje spolek Hyperion Media. Krom různých autorů projekt jako šéfredaktor vede Ladislav Loukota – kontaktní mail je [email protected]