Китайские ученые обнаружили ранее неизвестный штамм аэробной, спорообразующей, палочковидной бактерии Niallia tiangongensis в образцах, взятых с китайской космической станции Tiangong во время пилотируемой миссии «Shenzhou-15», которая завершилась в июне 2023 года. Статья с описанием выявленного патогена была подготовлена исследователями из Shenzhou Space Biotechnology Group и Beijing Institute of Spacecraft System Engineering и опубликована в журнале International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology в марте 2024 года.

Поведение организмов, собранных в полностью герметичной среде во время космических полетов, изучается в рамках программы China Space Station Habitation Area Microbiome Program (CHAMP). Она охватывает наблюдения за бактериями в ходе длительных космических полетов, а также исследования, связанные с активными веществами, генетическими ресурсами и метаболическими функциями микробов.

По информации Центрального телевидения Китая (CCTV) со ссылкой на национальное агентство пилотируемых космических полетов, одним из направлений космических исследований является изучение взаимодействия микробов с материалами, присутствующими на борту станции Tiangong. К примеру, некоторые тесты позволили оценить влияние грибка Aspergillus niger (черной плесени) на покрытые полиуретаном печатные платы, неизолированные медные элементы и термоусадочные трубки. Полученные результаты позволят лучше понять, как колонии микроскопических организмов могут вызывать коррозию в космической среде.

Согласно результатам полногеномного секвенирования, штамм, принадлежащий к роду Niallia семейства Cytobacillaceae, имеет определенную схожесть с земной бактерией Niallia circulans, которая встречается в почве, сточных водах, продуктах питания и фекалиях. Она может вызывать инфекции и даже сепсис у людей с ослабленным иммунитетом.

Особенностью нового микроба, отличающей его от земных форм, является адаптированность к микрогравитации и космической среде. Niallia tiangongensis демонстрирует усиленный ответ на окислительный стресс и уникальную способность к образованию биопленки, которая помогает восстанавливать повреждения от радиации. Анализ белковой структуры показывает, что бактерия развила механизмы, помогающие выживать в экстремальных условиях космоса на расстоянии в сотни километров от поверхности Земли.

Микробы имеют толстые клеточные стенки без внешней мембраны, а также образуют эндоспоры, которые способствуют поддержанию жизнедеятельности в экстремальных условиях. Они особым образом гидролизуют (расщепляют на мелкие компоненты) желатин, что позволяет получить питательные вещества. Кроме этого, генетический материал инкапсулируется в высокозащищенную клетку, которая остается неактивной до тех пор, пока окружающая среда не станет благоприятной.

Китайские астронавты, работающие на борту станции Tiangong, регулярно берут пробы микробов из воздуха, поверхностей и диспенсеров для воды, чтобы контролировать параметры микроклимата. Новый штамм был обнаружен после лабораторного исследования стерильных салфеток, которыми протирали поверхности станции. Перед доставкой на Землю образцы подверглись заморозке.

Происхождение микроба остается неясным: он мог эволюционировать на космической станции или входить в число миллиардов неклассифицированных видов. Пока еще слишком рано говорить о том, представляет ли космическая бактерия какую-либо опасность для астронавтов. Niallia tiangongensis – первый неизвестный вид микробов, выявленный на борту трехмодульной станции, которая движется по низкой околоземной орбите, однако в истории освоения космоса уже фиксировались подобные случаи.

Космические станции подвергаются интенсивному радиационному излучению и являются относительно чистой средой по сравнению с земной поверхностью. Тем не менее после экспедиций астронавты возвращаются на планету вместе с триллионами микроскопических организмов. Этот факт согласуется с новостью об обнаружении 26 ранее неизвестных видов бактерий в «чистых комнатах» NASA (специальных помещениях, где осуществляется постоянный мониторинг стерильности с целью недопущения переноса патогенов космическими аппаратами).

Понимание характеристик микроорганизмов, которые могут присутствовать на космических кораблях во время длительных миссий, имеет важное значение для обеспечения безопасности астронавтов и поддержания функциональности оборудования. Также информация о новых видах бактерий может быть использована в ходе разработки санитарных протоколов для длительных миссий, в которых примут участие представители следующего поколения космических путешественников. Кроме того, полученные знания могут принести пользу медицине и сельскому хозяйству.

Помимо новых микробов, исследователи могут выявлять в космосе уже известные науке микроорганизмы. В 2024 году американские астронавты обнаружили на Международной космической станции мутировавшую и устойчивую к лекарствам разновидность распространенной бактерии, которая также часто встречается в желудочно-кишечном тракте человека. Следует отметить, что не все «космические микробы» являются опасными. Определенные штаммы могут в перспективе использоваться для выращивания урожая во время экспедиций на Марс.

По материалам space.com, wired.com, nypost.com