Чистая лаборатория NASA оказалась загрязнена грибком
В специальной лаборатории NASA, которая используется для хранения и изучения метеоритов, обнаружены бактерии и грибы. Ученые опасаются, что земные микроорганизмы могут повлиять на химический состав пород, тем самым исказив результаты исследований, сообщается в Science.
Одна из потенциальных угроз при поисках внеземной жизни заключается в опасности заражения образцов с других небесных тел земными бактериями, что чревато получением ошибочных результатов при анализе пород. Поэтому космические аппараты, которые используются для исследования других планет или спутников проходят обязательную стерилизацию на Земле, а в лабораториях поддерживается специальный режим. Тем не менее, как показывает практика, очистка не всегда оказывается эффективной.
Сегодня отдел получения и курирования астроматериалов NASA насчитывает семь лабораторий, в которых хранятся образцы с Луны, метеориты, фрагменты астероидов и комет, космическая пыль, а также оборудование, находившееся в космосе. Помещения проходят очистку, позволяющую избежать загрязнения посторонними частицами и металлами. Однако ученые под руководством Аарона Регберга (Aaron Regberg) из космического центра имени Линдона Джонсона решили проверить, есть ли в лабораториях следы бактерий, и если да, то определить, какие микроорганизмы могут выжить в столь экстремальных условиях.
По нескольким причинам в качестве объекта исследования была выбрана Метеоритная лаборатория. Во-первых, уровень ее чистоты по девятибалльной шкале равен 6, и она считается не самым стерильным помещением, а во-вторых, в помещении хранятся метеориты из Антарктиды, которые подвергались воздействию земной окружающей среды в течение многих тысяч лет. Это значит, что они могут содержать следы бактерий.
Результаты исследования оказались вполне ожидаемыми. В образцах, полученных с пола, стола и ламинарного бокса, который используется для обработки метеоритов, ученые обнаружили от 4 до 28 колониеобразующих единиц (число содержащихся живых клеток) на 25 квадратных сантиметров. Подавляющее большинство из них оказались грибами. Также исследователи проанализировали фильтры, которые очищают азот, поступающий в шкафы, где хранятся метеориты. Там значение оказалось еще выше — от 0,2 до 184,1 колониеобразующих единиц на 25 квадратных сантиметров.
Известно, что грибы могут проникать корнями в породы и изменять их химический состав. Кроме того, они способны синтезировать аминокислоты, в том числе и α-аминоизомасляную кислоту и изовалин, которые редки на Земле, но часто встречаются в богатых углеродом метеоритах. В связи с этим Регберг опасается, что при проникновении грибов в образцы результаты некоторых исследований могут исказиться.
В частности, астробиолог Дэниел Главин (Daniel Glavin) из Центра космических полетов Годдарда уже поставил под сомнения свою работу по исследованию лунных образцов, находившихся в отделе получения и курирования астроматериалов NASA. Тогда ученый обнаружил в них α-аминоизомасляную кислоту и предположил, то она могла образоваться в момент падения метеорита на спутник. Теперь же Главин подозревает, что у вещества может быть земное происхождение.
В 2013 году марсоход «Кьюриосити» обнаружил на Марсе метан, возраст которого не превышает 600 лет. По геохимическим меркам это совсем небольшой возраст, что указывает на существование сейчас на Марсе активного или затухшего совсем недавно источника метана. Некоторые исследователи предполагали, что источником метана на планете может быть сам марсоход, однако позже результаты миссии подтвердил анализ метеоритов марсианского происхождения.
Кристина Уласович
Для этого растению понадобилось 15 минут
Японские ученые отследили механизм работы белков семейства LAZY, занимающих ключевое место в восприятии силы тяжести растениями. В покое белки экспонированы на поверхности статолитов — органелл, имеющих высокую плотность и лежащих из-за этого в нижних частях клетки. Но наклон ростков резуховидки Таля приводил к тому, что статолиты перемещались в новые нижние участки клетки, оставляя отпечаток из белков LAZY. Белки, перенесенные с мембраны статолитов на цитоплазматическую мембрану, маркируют новое направление роста и изгиба корня. Исследование опубликовано в журнале Science. У корней большинства высших растений выражен гравитропизм, то есть движение в сторону источника силы тяжести. За гравитропизм корней отвечают клетки-статоциты, входящие в состав корневого чехлика. В них находятся органеллы статолиты — родственники хлоропластов, заполненные крахмалом и лежащие в нижней части клетки из-за более высокой, чем у цитоплазмы, плотности. Статолиты маркируют направление изгиба и роста корня, поскольку клетка экспортирует фитогормон ауксин в ту сторону, куда указывают органеллы, а ауксин вызывает растяжение клеток (по такому принципу поворачиваются растения подсолнечника в течение дня) и стимулирует их деление. Все эти детали были известны еще 50 лет назад, но механизмы, связывающие оседание статолитов и направление транспорта ауксина, за прошедшее время так и не были расшифрованы. Впрочем, было установлено, что белки семейств LAZY и RLD имеют отношение в гравитропизму, ведь корни растений, у которых выключены эти гены, перестают расти вниз. Молекулярные биологи и физиологи растений из нескольких университетов США и Японии при участии Миё Тэрао Морита (Miyo Terao Morita) из Национального института фундаментальной биологии в Окадзаки сосредоточились на изучении работы двух белков семейства LAZY — LZY3 и LZY4 — в корневом чехлике резуховидки Таля (Arabidopsis thaliana). Анализ аминокислотной последовательности LZY3 и LZY4 показал, что у белков нет трансмембранного домена для заякоривания в мембране, зато есть гидрофобные и положительно заряженные участки для взаимодействия с фосфолипидами внутреннего слоя мембраны. Точечные мутации в этих участках белков нарушали гравитропизм у ростков резуховидки. Поскольку белок с таким строением неспособен прочно фиксироваться в мембране, но при этом критически важен для гравитропизма, то, предположили биологи, он может слабо прикрепляться попеременно к плазматической мембраной и к гликолипидам внешней мембраны статолитов. И действительно, LZY3 и LZY4 были обнаружены на поверхности обеих мембран. Далее ученые при помощи конфокальной микроскопии отследили, как меняется распределение LZY4 в живой клетке после наклона ростков на 90-135 градусов. Уже спустя три минуты статолиты оказывались в нижней части клетки. Через 15 минут обнаружились метки LZY4 на прилежащем участке плазмалеммы, а первые признаки изменения формы корня появились через полчаса с начала эксперимента. Помимо воздействия гравитацией, ученые подвигали амилопласты внутри живых клеток при помощи оптического пинцета, чтобы исключить, что полярность клетки управляется какими-либо другими органеллами, имеющими высокую плотность. Как и в эксперименте с наклоном ростка, через несколько минут флуоресцентная метка, пришитая к LZY4, переходила с пластид на плазматическую мембрану. После оседания LZY на мембране с ним связывались белки семейства RLD, которые, в свою очередь, привлекают на мембрану белки-экспортеры ауксина. Таким образом, японские ученые описали еще один механизм механорецепции живыми организмами. По словам авторов статьи, принцип работы LAZY-зависимых сенсоров, чувствующих направление силы притяжения, но не ее величину, похож на работу «аналогового» инклинометра. Человеческие же проприорецепторы, полукружные канальцы и отолитовые органы работают как акселерометры, детектирующие линейное или угловое ускорение при движении головы, внутренних органов или мышц. Подробнее о принципе их работы можно прочитать в нашем материале «Премия за самочувствие». Градиент ауксина в корне влияет на только на его рост в физиологических условиях, но и, к примеру, на заживление ран.