Вчені з’ясували, як мікрогравітація змінює еволюцію вірусів і бактерій

Нове наукове дослідження показало, що мікроби продовжують еволюціонувати в умовах мікрогравітації, причому цей процес відбувається не завжди передбачувано. Вчені з’ясували, що в космосі віруси та бактерії поводяться інакше, ніж на Землі, що може мати важливі наслідки як для майбутніх космічних місій, так і для медицини.

Міжнародна космічна станція є замкнутою екосистемою, у якій живі організми перебувають у незвичних для них умовах. Щоб краще зрозуміти, як мікроорганізми адаптуються до космосу, науковці провели експеримент з бактеріофагами — вірусами, що заражають бактерії. Дослідження проводили паралельно: один експеримент на борту МКС, інший — у земних умовах. Результати були опубліковані в журналі PLOS Biology.

Бактеріофаги вважаються найчисленнішими біологічними об’єктами на планеті. За оцінками вчених, їх кількість на Землі сягає приблизно 10 у 31 ступені. Вони присутні практично в будь-якому середовищі та відіграють важливу роль у регуляції чисельності бактерій. У ході дослідження вчені спостерігали за взаємодією бактеріофага Т7 з бактеріями Escherichia coli на МКС та порівнювали ці процеси з аналогічними на Землі. З’ясувалося, що в умовах мікрогравітації вірусам потрібно більше часу для початкового зараження бактерій. Ймовірно, це пов’язано з тим, що рідини в космосі не змішуються так само ефективно, як під дією сили тяжіння. Водночас після початку зараження і віруси, і бактерії починали швидко адаптуватися до нових умов. Причому їхня еволюція суттєво відрізнялася від тієї, яку спостерігали на Землі. Бактерії виробляли посилені механізми захисту від вірусів і підвищували власну виживаність у космічному середовищі. У відповідь бактеріофаги еволюціонували таким чином, щоб ефективніше заражати кишкову паличку. Дослідники зафіксували низку генетичних змін у космічних вірусів, які не мали аналогів у земних умовах. За словами вчених, мікрогравітація не просто уповільнює зараження бактерій вірусами, а змінює сам механізм їхньої спільної еволюції, викликаючи мутації в неочікуваних генах. Отримані дані свідчать, що мікроби можуть дуже швидко і непередбачувано адаптуватися до життя в космосі. Це має важливе значення для тривалих пілотованих місій, адже мікроорганізми на борту космічних кораблів можуть еволюціонувати так, що це потенційно вплине на здоров’я астронавтів і загальну безпеку місій. Вчені не виключають можливих ризиків, але наголошують, що для остаточних висновків необхідні подальші дослідження.

Водночас для медицини на Землі результати мають позитивний потенціал. Дослідження показало, що умови мікрогравітації можуть сприяти появі вірусів, здатних ефективніше знищувати бактерії, стійкі до ліків. Деякі генетичні зміни, зафіксовані у бактеріофагів на МКС, зробили їх більш ефективними у боротьбі зі стійкими до антибіотиків штамами кишкової палички.