Будущее за грибами: ученые доказали, что обычные дрожжи способны выжить на Марсе

Группа исследователей из Индийского научного института (IISc) и Лаборатории физических исследований (PRL) Индии подтвердила, что обычные пекарские дрожжи обладают поразительной устойчивостью к экстремальным условиям, характерным для Марса.

Результаты работы, опубликованные в журнале PNAS Nexus, открывают новые перспективы для возможности существования земных организмов на Красной планете.

В центре внимания оказался микроскопический одноклеточный гриб Saccharomyces cerevisiae, который повсеместно используется в хлебопечении и пивоварении. Согласно выводам команды под руководством Пурушарта И. Раджьягуру, этот организм способен выдерживать воздействие высокоинтенсивных ударных волн и токсичность солей перхлоратов — двух основных факторов, препятствующих жизни в марсианской почве.

Дрожжи как первопроходцы в колонизации Марса

Ответ на вопрос, могут ли эти грибы процветать в столь враждебной среде, оказался положительным, хотя для этого требуются определенные механизмы адаптации. Исследователи применили специализированную установку HISTA (высокоинтенсивная ударная труба для астрохимии), чтобы имитировать ударные волны, возникающие при падении метеоритов на поверхность Марса.

Эксперименты показали, что дрожжи выдерживают давление, эквивалентное скорости 5,6 Маха. При таких скоростях воздух ведет себя аномально, создавая колоссальное давление и жар. Для сравнения: обычная пуля движется со скоростью 2–3 Маха, в то время как подопытные микроорганизмы выжили при ударе, почти в три раза превышающем эту скорость.

Помимо физического воздействия, серьезную угрозу представляет почва Марса, содержащая перхлораты — химические соли с сильными окислительными свойствами. Ученые подвергли клетки дрожжей воздействию концентрации перхлората натрия в 100 мМ. Несмотря на замедление роста и более длительный период восстановления, клетки сохранили свою жизнеспособность.

В чем секрет выживаемости дрожжевых грибов?

Ключ к выживанию дрожжей кроется в рибонуклеопротеиновых (РНП) конденсатах. Эти безмембранные структуры служат временными убежищами для генетического материала (мРНК), когда клетка распознает внешнюю угрозу.

Как поясняет ведущий автор исследования Рия Дхаге, сочетание физики ударных волн и молекулярной биологии позволило понять, как жизнь справляется с марсианским стрессом. Эксперимент выявил два типа специфических реакций:

• Ударные волны провоцируют формирование «П-телец» (процессинговых телец) и гранул стресса.
• Перхлораты вызывают образование только П-телец.

Важность этих структур была подтверждена опытами с генетически модифицированными штаммами, неспособными образовывать такие конденсаты. Эти образцы проявили крайнюю хрупкость и показали значительно более низкую выживаемость по сравнению с диким типом. Таким образом, РНП-конденсаты не только защищают клетку, но и могут служить биомаркерами для оценки состояния организмов в глубоком космосе.

«Мы были удивлены, обнаружив, что дрожжи пережили условия стресса, максимально приближенные к марсианским», — признался Пурушарт И. Раджьягуру. Ученые надеются, что это исследование станет стимулом для использования дрожжей в будущих межпланетных экспедициях.