В бактериях, летавших на борту шаттлов на орбиту, изменилась активность многих белков и генов, в том числе и связанных с вирулентностью. Авторы открытия призывают задуматься о космических вакцинах.
Специалисты Центра инфекционных заболеваний и вакцинологии Университета штата Аризона (Center for Infectious Diseases and Vaccinology, Arizona State University) исследовали, как патогенные бактерии ведут себя в космосе. Это важно знать для защиты здоровья астронавтов во время полета. Возможно, для них стоит разработать специальные космические вакцины.
Ученые следили за двумя видами бактерий: Pseudomonas aeruginosa иSalmonella typhimurium. Первая из них относится к так называемым оппортунистическим патогенам – она мирно сосуществует с организмом здорового человека, но становится опасной при ослаблении иммунитета, а для страдающих муковисцидозом и больных с ожогами она может стать смертельной. Именно эта бактерия стала причиной заболевания астронавта Фреда Хейза во время неудачного полета на Луну американского космического корабля «Аполлон-13» в 1970 году. Сальмонелла же вызывает инфекцию пищеварительной системы даже у человека со здоровым иммунитетом.
Космос меняет активность генов!
Бактерии росли в специальных сосудах на борту шаттла в течение нескольких дней. По возвращению на Землю ученые изучили экспрессию всех бактериальных генов. Они нашли, что в космосе изменилась работа 167 генов и 28 белков. Среди них оказались гены, связанные с вирулентностью (инфекционностью) Pseudomonas aeruginosa. Основной регулятор, задействованный в этом, белок Hfq – глобальный регулятор транскрипции. Он работал в бактериях обоих видов. Биологи впервые показали, что разные виды бактерий —Salmonella и Pseudomonas — используют один и то же регуляторный механизм для приспособления к условиям космоса.
Среди факторов, к которым бактериям пришлось приспосабливаться, ученые, прежде всего, рассматривают невесомость. Она приводит к тому, что вода оказывает меньшее давление на клетки, и ее ток при прохождении через оболочки клеток замедляется.
Бактерии в космосе опаснее
Ученые еще не понимают всего механизма приспособительных изменений в бактериальных клетках. Но поскольку изменяется работа генов вирулентности, возможно, изменяются и инфекционные свойства бактерий. Не исключено, что они увеличиваются. «Мы показали, что космические условия затрагивают молекулярные основы вирулентности, — говорит Аурелия Кребб (Aurélie Crabbé), первый автор исследования. — Будущая работа должна показать, становится ли Pseudomonas в космосе такой же инфекционной, как Salmonella».
Результаты опубликованы в журнале Applied and Environmental Microbiology.
