Trzy nowe szczepy bakteryjne odkryte na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej mogą pomóc w uprawie roślin na Marsie
Aby wytrzymać surowe warunki panujące w kosmosie podczas misji kosmicznych, żywność uprawiana poza Ziemią potrzebuje dodatkowej pomocy bakterii. Teraz niedawne odkrycie na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) wskazuje, że naukowcy mogą pomóc w stworzeniu „paliwa”, aby pomóc roślinom wytrzymać takie stresujące sytuacje.
Publikowanie swoich wyników w Frontiers in Microbiology , naukowcy współpracujący z NASA opisali odkrycie i izolację 4 szczepów bakterii należących do rodziny Methylobacteriaceae z różnych miejsc na pokładzie ISS podczas dwóch kolejnych lotów.
Podczas gdy 1 szczep został zidentyfikowany jako Methylorubrum rhodesianum , pozostałe 3 były wcześniej nieodkryte i należą do nowego gatunku. Ruchliwe bakterie w kształcie pałeczki otrzymały oznaczenia IF7SW-B2T, IIF1SW-B5 i IIF4SW-B5, a analiza genetyczna wykazała, że są blisko spokrewnione z Methylobacterium indicum. .
Gatunki Methylobacterium są zaangażowane w wiązanie azotu, solubilizację fosforanów, tolerancję na stres abiotyczny, promocję wzrostu roślin i aktywność biokontroli przeciwko patogenom roślin.
Potencjał misji na Marsa
Teraz, na cześć znanego indyjskiego naukowca zajmującego się bioróżnorodnością, dr Ajmala Khana, zespół zaproponował nazwanie nowego gatunku Methylobacterium ajmalii .
Komentując odkrycie, dr Kasthuri Venkateswaran (Venkat) i dr Nitin Kumar Singh z Jet Propulsion Laboratory (JPL) NASA twierdzą, że szczepy mogą posiadać „biotechnologicznie użyteczne determinanty genetyczne” do uprawy roślin w kosmosie.
Potrzebna jest jednak dalsza biologia eksperymentalna, aby udowodnić, że rzeczywiście jest to potencjalny czynnik zmieniający reguły gry w rolnictwie kosmicznym.
„Aby uprawiać rośliny w ekstremalnych miejscach, w których zasoby są minimalne, niezbędna jest izolacja nowych drobnoustrojów, które pomagają promować wzrost roślin w stresujących warunkach” – powiedzieli.
Wraz z JPL, inni badacze współpracujący przy tym odkryciu mają siedzibę na Uniwersytecie Południowej Kalifornii w Los Angeles; Uniwersytet Cornell i Uniwersytet Hyderabad w Indiach.
Ponieważ NASA pewnego dnia chce zabrać ludzi na powierzchnię Marsa – i potencjalnie poza nią – amerykańska National Research Council Decadal Survey zaleca, aby agencja kosmiczna wykorzystała ISS jako „stanowisko testowe do badania mikroorganizmów”, jak twierdzą Venkat i Singh.
„Ponieważ nasza grupa posiada doświadczenie w hodowli mikroorganizmów z ekstremalnych nisz, program biologii kosmicznej NASA zlecił nam zbadanie ISS pod kątem obecności i trwałości mikroorganizmów” – dodają.
„Nie trzeba dodawać, że ISS to czysto utrzymane ekstremalne środowisko. Bezpieczeństwo załogi jest priorytetem numer 1, dlatego zrozumienie ludzkich/roślinnych patogenów jest ważne, ale pożyteczne drobnoustroje, takie jak ta nowatorska Methylobacterium ajmalii są również potrzebne”.
Rozbudowa laboratorium ISS
W ramach trwającej misji obserwacyjnej 8 lokalizacji na ISS jest monitorowanych pod kątem rozwoju bakterii i monitorowano je przez ostatnie 6 lat. Te przykładowe obszary obejmują miejsca, w których zbiera się załoga lub gdzie przeprowadzane są eksperymenty, takie jak komora wzrostu roślin.
Podczas gdy do tej pory przeanalizowano setki próbek bakterii z ISS, około 1000 próbek zostało zebranych z różnych innych miejsc na stacji kosmicznej, ale czeka na podróż powrotną na Ziemię, gdzie można je zbadać.
Według Venkata i Singha ostatecznym celem jest ominięcie tego długiego procesu i potencjalne znalezienie nowych, nowych szczepów przy użyciu sprzętu do biologii molekularnej opracowanego i zademonstrowanego dla ISS.
„Zamiast sprowadzać próbki z powrotem na Ziemię w celu analizy, potrzebujemy zintegrowanego systemu monitorowania drobnoustrojów, który zbiera, przetwarza i analizuje próbki w kosmosie za pomocą technologii molekularnych” – powiedzieli Venkat i Singh.
„Ta zminiaturyzowana technologia„omiki w kosmosie” – rozwój bioczujników – pomoże NASA i innym krajom w kosmosie osiągnąć bezpieczną i zrównoważoną eksplorację kosmosu przez długi czas”.
Odniesienie:„Methylobacterium ajmalii Sp. nov., Isolated From the International Space Station” autorstwa Swati Bijlani, Nitin K. Singh, V. V. Ramprasad Eedara, Appa Rao Podile, Christopher E. Mason, Clay CC Wang i Kasthuri Venkateswaran, 15 marca 2021, Frontiers in Microbiology .
DOI:10.3389/fmicb.2021.639396
