Чтобы пища, выращенная за пределами Земли, могла выдержать суровые условия открытого космоса в дальних космических миссиях, ей требуется помощь бактерий. Недавнее открытие, произведённое на борту Международной космической станции (МКС), способно помочь исследователям создать «топливо», которое поддержит растения в стрессовой ситуации.
Результаты исследования опубликованы в журнале Frontiers in Microbiology . В ходе совместной работы с NASA исследователи обнаружили и описали 4 штамма бактерий семейства Methylobacteriaceae, полученные с разных участков на борту МКС в ходе двух последовательных полётов.
Один из штаммов был определён как Methylorubrum rhodesianum, однако три других ранее не были известны науке и определены в новые виды. Палочковидные подвижные бактерии обозначили как IF7SW-B2T, IIF1SW-B5 и IIF4SW-B5, а генетический анализ показал их близкое родство с Methylorubrum rhodesianum.
Виды семейства Methylorubrum участвуют в азотфиксации, растворении фосфатов, повышении устойчивости к абиотическому стрессу, стимулировании роста растений а также биологическом контроле в отношении патогенов растений.
Потенциал для марсианских миссий
Новый вид команда предложила назвать в честь индийского исследователя биоразнообразия доктора Аджмала Хана — Methylobacterium ajmalii.
Комментируя это открытие, доктор Кастури Венкатесваран и доктор Нитин Кумар Сингх из Лаборатории реактивного движения НАСА (JPL) утверждают, что штаммы могут обладать биотехнологически полезными генетическими факторами для выращивания сельскохозяйственных культур в космосе.
Однако необходимы дальнейшие биологические эксперименты, чтобы доказать, что это открытие способно изменить правила игры в космическом земледелии.
«Чтобы вырастить растения в экстремальных местах с крайне ограниченными ресурсами, необходимы новые микробы, которые помогают стимулировать рост растений в стрессовых условиях», — сказали исследователи.
Наряду с JPL, другие исследователи, связанные с данным открытием, находятся в Университете Южной Калифорнии в Лос-Анджелесе, Корнельском университете и Центральном университете Хайдарабада в Индии.
В связи с тем, что NASA планирует когда-нибудь доставить людей на Марс, а может и за его пределы, Национальный исследовательский совет США в своём Десятилетнем обзоре рекомендует NASA использовать МКС как испытательный полигон для исследования микроорганизмов, как утверждают Венкат и Сингх.
«Поскольку наша группа имеет опыт в культивировании микроорганизмов в экстремальных нишах, Программа космической биологии NASA поручила нам исследовать МКС на наличие микроорганизмов, а также проверить их устойчивость», — добавили они.
«Стоит добавить, что МКС — чистая экстремальная среда. Безопасность экипажа — первостепенная задача, поэтому изучение патогенов растений и людей крайне важны, однако полезные микробы, такие как Methylobacterium ajmalii, тоже необходимы».
Расширение лаборатории МКС
В рамках продолжающейся миссии по наблюдению за 8 местами на МКС ведётся исследование на предмет разрастания бактерий за последние 6 лет. Эти места включают в себя места, где собирается экипаж или где проводятся исследования, например, камеру роста растений.
На данный момент были исследованы сотни бактериальных образцов с МКС, около тысячи были собраны с разных мест на станции, и они ждут возвращения на Землю, где их можно будет изучить.
Согласно Венкату и Сингху, конечная цель состоит в том, чтобы сократить этот продолжительный процесс и впоследствии найти новые штаммы, используя оборудование молекулярной биологии, разработанное и продемонстрированное для МКС.
«Вместо того, чтобы доставлять образцы для анализа на Землю, нам необходимо внедрять систему микробиологического мониторинга, которая собирает, обрабатывает и анализирует образцы в космосе с использованием молекулярных технологий» , — сказали Венкат и Сингх.
Разработка биосенсора позволит NASA и другим космическим странам достичь безопасного и устойчивого освоения космоса в течение длительного времени.
_______________
Перевод Екатерина Хананова , редактор Антон Меньшенин .
Исследование — Swati Bijlani et al, Methylobacterium ajmalii sp. nov., Isolated From the International Space Station, Frontiers in Microbiology (2021). DOI: 10.3389/fmicb.2021.639396
Источник — Three bacterial strains discovered on space station may help grow plants on Mars
