Το επιστημονικό περιοδικό, PLOS Biology, παρουσιάζει τα αποτελέσματα επιστημονικής έρευνας, κατά τη διάρκεια της οποίας ερευνητές έστειλαν ιούς στο Διάστημα, για να διαπιστώσουν τη συμπεριφορά τους εκτός Γης.
Στο Διάστημα, οι ιοί μπορούν ακόμη να μολύνουν βακτήρια, όμως η «μάχη» εξελίσσεται διαφορετικά. Η μικροβαρύτητα ωθεί και τις δύο πλευρές να εξελιχθούν με απρόβλεπτους τρόπους, με πιθανό όφελος για την ανθρώπινη υγεία στη Γη, αναφέρει αρχικά το περιοδικό, προτού παρουσιάσει το επιστημονικό πλαίσιο.
Σε μια νέα μελέτη, ιοί που μολύνουν βακτήρια στη Γη συνέχισαν να μολύνουν τους ξενιστές τους, βακτήρια E. coli, σε συνθήκες σχεδόν μηδενικής βαρύτητας στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό.
Ωστόσο, η δυναμική των αλληλεπιδράσεων ιού-βακτηρίου διέφερε σημαντικά απ' ό,τι παρατηρείται στη Γη. Τα ευρήματα παρουσιάστηκαν στις 13 Ιανουαρίου στο περιοδικό ανοικτής πρόσβασης PLOS Biology από τον Phil Huss του Πανεπιστημίου του Ουισκόνσιν-Μάντισον και τους συνεργάτες του.
Τι προέκυψε για τη συμπεριφορά των ιών στο Διάστημα
Οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ βακτηριοφάγων -ιών που μολύνουν βακτήρια- και των ξενιστών τους παίζουν καθοριστικό ρόλο στα μικροβιακά οικοσυστήματα. Συχνά περιγράφονται ως μια εξελικτική «κούρσα εξοπλισμών»: τα βακτήρια αναπτύσσουν άμυνες απέναντί τους, ενώ οι βακτηριοφάγοι εξελίσσουν νέους τρόπους για να τις παρακάμπτουν.
Αν και αυτές οι σχέσεις έχουν μελετηθεί εκτενώς στη Γη, οι συνθήκες μικροβαρύτητας αλλάζουν τη φυσιολογία των βακτηρίων και τη φυσική των συγκρούσεων ιού-βακτηρίου, διαταράσσοντας τις συνηθισμένες αλληλεπιδράσεις.
Ωστόσο, λίγες μελέτες είχαν εξετάσει έως τώρα με λεπτομέρεια πώς διαφέρουν αυτές οι δυναμικές στη μικροβαρύτητα. Για να καλύψουν αυτό το κενό, οι ερευνητές συνέκριναν δύο ομάδες δειγμάτων E. coli που είχαν μολυνθεί με τον βακτηριοφάγο T7: η μία ομάδα επωάστηκε στη Γη και η άλλη στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό.
Η ανάλυση των δειγμάτων από τον Διαστημικό Σταθμό έδειξε ότι, μετά από μια αρχική καθυστέρηση, ο βακτηριοφάγος T7 μόλυνε επιτυχώς τα βακτήρια E. coli. Ωστόσο, η αλληλούχηση ολόκληρου του γονιδιώματος αποκάλυψε σημαντικές διαφορές στις γενετικές μεταλλάξεις τόσο των βακτηρίων όσο και των ιών, σε σύγκριση με τα δείγματα της Γης.
Πώς μπορεί να αξιοποιηθεί η έρευνα για τη συμπεριφορά των ιών στο Διάστημα
Οι βακτηριοφάγοι στο Διάστημα συσσώρευαν σταδιακά συγκεκριμένες μεταλλάξεις που θα μπορούσαν να ενισχύσουν τη μολυσματικότητά τους ή την ικανότητά τους να προσδένονται στους υποδοχείς των βακτηριακών κυττάρων. Παράλληλα, τα βακτήρια E. coli στον Διαστημικό Σταθμό παρουσίαζαν μεταλλάξεις που ενδεχομένως τα προστάτευαν από τους βακτηριοφάγους και ενίσχυαν την επιβίωσή τους σε συνθήκες σχεδόν μηδενικής βαρύτητας.
Στη συνέχεια, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν μια τεχνική υψηλής απόδοσης, γνωστή ως «βαθιά σάρωση μεταλλάξεων», για να εξετάσουν λεπτομερέστερα τις αλλαγές στην πρωτεΐνη πρόσδεσης υποδοχέα του φάγου T7 – ένα κρίσιμο στοιχείο για τη μόλυνση. Και εδώ καταγράφηκαν σημαντικές διαφορές μεταξύ μικροβαρύτητας και συνθηκών Γης. Επιπλέον πειράματα στη Γη συνέδεσαν αυτές τις αλλαγές, που σχετίζονται με τη μικροβαρύτητα, με αυξημένη δραστικότητα του φάγου απέναντι σε στελέχη E. coli που προκαλούν λοιμώξεις του ουροποιητικού στον άνθρωπο και είναι συνήθως ανθεκτικά στον T7.
Συνολικά, η μελέτη αναδεικνύει το δυναμικό της έρευνας με βακτηριοφάγους στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό για την αποκάλυψη νέων γνώσεων σχετικά με τη μικροβιακή προσαρμογή, με πιθανές εφαρμογές τόσο στη διαστημική εξερεύνηση όσο και στην ανθρώπινη υγεία.
Οι συγγραφείς σημειώνουν: «Το Διάστημα αλλάζει θεμελιωδώς τον τρόπο με τον οποίο αλληλεπιδρούν οι βακτηριοφάγοι και τα βακτήρια: η μόλυνση επιβραδύνεται και οι δύο οργανισμοί εξελίσσονται σε διαφορετική τροχιά από ό,τι στη Γη. Μελετώντας αυτές τις προσαρμογές που προκαλούνται από το Διαστημικό περιβάλλον, αποκτήσαμε νέα βιολογικά δεδομένα που μας επέτρεψαν να σχεδιάσουμε βακτηριοφάγους με πολύ ανώτερη δράση απέναντι σε ανθεκτικά, στα φάρμακα, παθογόνα εδώ στη Γη».
Με πληροφορίες από Science Daily, PLOS Biology
