Ta bakteria przetrwa w kosmosie. Naukowcy rozwikłali jej tajemnicę

Przełomowe odkrycia naukowców z Northwestern i Uniformed Services

Przez lata badacze próbowali rozwikłać zagadkę odporności deinococcus radiodurans na warunki, które są śmiertelne dla człowieka. W końcu naukowcy z uniwersytetów Northwestern i Uniformed Services odnaleźli odpowiedź. Odkryli, że syntetyczny przeciwutleniacz MDP tworzy strukturę ochronną, skutecznie zabezpieczając komórki przed skutkami promieniowania kosmicznego.

MDP zawdzięcza swoje niezwykłe właściwości trzem kluczowym składnikom: jonom manganu, fosforanowi oraz syntetycznemu peptydowi. Każdy z tych elementów oddzielnie wykazuje jedynie ograniczone działanie, ale razem tworzą niezwykle skuteczną tarczę chroniącą komórki. To właśnie ten mechanizm jest sekretem odporności bakterii deinococcus radiodurans, a odkrycie to może mieć rewolucyjne znaczenie dla ochrony przed promieniowaniem, zarówno w przestrzeni kosmicznej, jak i w sytuacjach awaryjnych na Ziemi.

Polecamy: Mała asteroida dotarła blisko Ziemi. Zawiodły systemy monitoringu

Nowe spojrzenie na toksyczność promieniowania kosmicznego

Dotychczasowe przekonania na temat wpływu promieniowania na organizmy opierały się na założeniu, że główną przyczyną śmierci komórek jest niszczenie DNA. Jednak badania nad deinococcus radiodurans przyniosły zupełnie nowe spojrzenie na ten problem. Naukowcy odkryli, że promieniowanie w pierwszej kolejności niszczy białka komórkowe, które są kluczowe dla funkcjonowania komórek.

Białka te odpowiadają za naprawę DNA, utrzymanie struktur komórkowych oraz regulację metabolizmu. Kiedy reaktywne formy tlenu (ROS) bombardują komórkę, to właśnie białka stają się głównym celem ataku. Jeśli ulegną uszkodzeniu, nie są w stanie naprawiać DNA ani pełnić swoich funkcji. Co ciekawe, nawet jeśli DNA pozostaje nienaruszone, uszkodzenie białek prowadzi do całkowitej dysfunkcji komórki.

Deinococcus radiodurans, dzięki przeciwutleniaczom opartym na manganie, jest w stanie neutralizować działanie ROS, zanim te zdążą uszkodzić kluczowe białka. Zespół Michaela Daly’ego, profesora patologii z Uniwersytetu Uniformed Services, odkrył, że to właśnie ta zdolność neutralizacji sprawia, iż bakteria jest niemal niewrażliwa na promieniowanie.

Przełomowe zastosowania w ochronie przed promieniowaniem kosmiczny

Przekonanie społeczności naukowej do zaakceptowania nowego spojrzenia na toksyczność promieniowania było ogromnym wyzwaniem. 

„Nasze badania dowodzą, że główną przyczyną śmierci komórek pod wpływem promieniowania jest uszkodzenie białek, a nie DNA. To zmienia sposób, w jaki powinniśmy myśleć o ochronie przed promieniowaniem” – wyjaśnia Daly, cytowany przez portal ZME Science.

Naukowiec już teraz wybiega myślami w przyszłość, przewidując, że astronauci podczas misji na Marsa będą mogli stosować tabletki zawierające MDP, które ochronią ich przed śmiercionośnym promieniowaniem. Jeszcze niedawno takie pomysły wydawały się fantastyką naukową, ale dziś możliwość ochrony ludzi przed promieniowaniem w przestrzeni kosmicznej staje się coraz bardziej realna. Jest to milowy krok w kierunku budowy stałych baz poza Ziemią, zwłaszcza na Marsie, gdzie poziom promieniowania jest 700 razy wyższy niż na naszej planecie.

Potencjał zastosowań na Ziemi

MDP to technologia, która może znaleźć zastosowanie nie tylko w kosmosie, ale także na Ziemi. Może ona pomóc ratownikom w sytuacjach awaryjnych, takich jak katastrofy nuklearne, a także posłużyć do opracowywania „radio-profilaktyki” – technologii wykorzystującej patogeny dezaktywowane promieniowaniem.

Daly i jego zespół z Duke University już zastosowali tę metodę w praktyce, opracowując potencjalną szczepionkę przeciwko infekcjom chlamydią. Co więcej, Daly wskazuje na możliwość spowolnienia procesów starzenia, biorąc pod uwagę powiązania między uszkodzeniami wywołanymi promieniowaniem a degeneracją komórek.

Polecamy: Tajemniczy składnik przetworzonej żywności. Naukowcy odkrywają fakty