Tre nya bakteriestammar som upptäckts på den internationella rymdstationen kan hjälpa till att odla växter på Mars
För att klara rymdens påfrestningar på djupa rymduppdrag behöver mat som odlas utanför jorden lite extra hjälp från bakterier. Nu har en ny upptäckt ombord på den internationella rymdstationen (ISS) att forskare kan hjälpa till att skapa "bränslet" för att hjälpa växter att stå emot sådana stressiga situationer.
Publicerar sina resultat till Frontiers in Microbiology , beskrev forskare som arbetar med NASA upptäckten och isoleringen av fyra bakteriestammar som tillhör familjen Methylobacteriaceae från olika platser ombord på ISS under två på varandra följande flygningar.
Medan 1 stam identifierades som Methylorubrum rhodesianum , de övriga 3 var tidigare oupptäckta och tillhör en ny art. De stavformade, rörliga bakterierna fick beteckningarna IF7SW-B2T, IIF1SW-B5 och IIF4SW-B5 med genetisk analys som visar att de är nära besläktade med Methylobacterium indicum .
Methylobacterium-arter är involverade i kvävefixering, fosfatsolubilisering, abiotisk stresstolerans, främjande av växttillväxt och biokontrollaktivitet mot växtpatogener.
Potential för Mars-uppdrag
Nu, för att hedra den berömda indiska biologiska mångfaldsforskarna Dr. Ajmal Khan, har teamet föreslagit att kalla den nya arten Methylobacterium ajmalii .
I en kommentar till upptäckten säger Dr Kasthuri Venkateswaran (Venkat) och Dr Nitin Kumar Singh från NASA:s Jet Propulsion Laboratory, (JPL), att stammarna kan ha "biotekniskt användbara genetiska bestämningsfaktorer" för odling av grödor i rymden.
Det behövs dock ytterligare experimentell biologi för att bevisa att det verkligen är en potentiell spelväxlare för rymdfart.
"För att odla växter på extrema platser där resurserna är minimala är isolering av nya mikrober som hjälper till att främja växttillväxt under stressiga förhållanden väsentligt", sa de.
Tillsammans med JPL är andra forskare som samarbetar kring denna upptäckt baserade vid University of Southern California, Los Angeles; Cornell University och University of Hyderabad i Indien.
När NASA en dag vill ta människor till ytan av Mars - och potentiellt bortom - rekommenderar US National Research Council Decadal Survey att rymdorganisationen använder ISS som en "testbädd för att undersöka mikroorganismer", enligt Venkat och Singh.
"Eftersom vår grupp har expertis i att odla mikroorganismer från extrema nischer, har vi fått i uppdrag av NASA Space Biology Program att undersöka ISS med avseende på mikroorganismernas närvaro och beständighet", tillägger de.
"Onödigt att säga att ISS är en rent underhållen extrem miljö. Besättningens säkerhet är prioritet nummer 1 och därför är det viktigt att förstå patogener hos människor/växter, men nyttiga mikrober som denna nya Methylobacterium ajmalii behövs också.”
Utökar ISS-labbet
Som en del av ett pågående övervakningsuppdrag övervakas 8 platser på ISS för bakterietillväxt och har varit det under de senaste 6 åren. Dessa provområden inkluderar var besättningen samlas eller där experiment utförs, såsom växttillväxtkammaren.
Medan hundratals bakterieprover från ISS hittills har analyserats, har cirka 1 000 prover samlats in från olika andra platser på rymdstationen men de väntar på en resa tillbaka till jorden där de kan undersökas.
Enligt Venkat och Singh är det slutliga målet att kringgå denna långa process och potentiellt hitta nya nya stammar med hjälp av molekylärbiologisk utrustning utvecklad och demonstrerad för ISS.
"Istället för att ta tillbaka prover till jorden för analyser, behöver vi ett integrerat mikrobiellt övervakningssystem som samlar in, bearbetar och analyserar prover i rymden med hjälp av molekylär teknologi," sa Venkat och Singh.
"Denna miniatyriserade 'omics in space'-teknologi - en utveckling av biosensorer - kommer att hjälpa NASA och andra rymdfarande nationer att uppnå säker och hållbar rymdutforskning under långa tidsperioder."
Referens:"Methylobacterium ajmalii sp. nov., Isolated From the International Space Station” av Swati Bijlani, Nitin K. Singh, V.V. Ramprasad Eedara, Appa Rao Podile, Christopher E. Mason, Clay C.C. Wang och Kasthuri Venkateswaran, 15 mars 2021, Frontiers in Microbiology .
DOI:10.3389/fmicb.2021.639396
