Tim Univerziteta Wisconsin-Madison je ustanovio da mikrogravitacija mijenja "evolucijsku trku u naoružanju" između bakterija i virusa koji ih inficiraju (faga).
Za potrebe studije, istraživači su uporedili E. coli i njenog virusnog neprijatelja fag T7 u svemiru u odnosu na kontrolne uzorke na Zemlji.
"Svemir fundamentalno mijenja način na koji fagi i bakterije međusobno djeluju. Infekcija se usporava, a oba organizma evoluiraju drugačijom putanjom nego na Zemlji", napomenuli su autori u saopštenju za javnost.
U mikrobnim ekosistemima, bakterije i virusi koji ih inficiraju (fagi) učestvuju u kontinuiranoj evolucijskoj trci u naoružanju, gdje se svaka strana prilagođava kako bi savladala odbranu druge.
Ove interakcije su dobro dokumentovane na Zemlji, ali jedinstveno okruženje mikrogravitacije fundamentalno mijenja tu dinamiku.
Život u nultoj gravitaciji je neobičan za mikrobe. Bez gravitacije koja bi im pomogla da tonu ili cirkulišu, virusi i bakterije se ne sudaraju jedni s drugima tako često.
Kako su ovi uobičajeni sudari poremećeni, dva organizma su prisiljena da se prilagode na neobične načine kako bi preživjela, što pokreće oblik biološke konkurencije kakav ne postoji na Zemlji.
Kako bi popunili prazninu u našem razumijevanju kako svemir utiče na mikrobe, istraživač Phil Huss i njegov tim proveli su studiju direktnog poređenja.
Zarazili su E. coli fagom T7 u dva okruženja, tako da je jedna grupa ostala na Zemlji kao kontrolni uzorak, dok je druga poslana u orbitalnu laboratoriju da se vidi kako mikrogravitacija mijenja njihovu interakciju.
U početku su se fagi T7 na ISS-u mučili, infekcija je odgođena, ali je na kraju fag T7 uspio inficirati E. coli u svemiru.
Biološki proces izgledao znatno drugačije pod mikroskopom.
Sekvenciranje cijelog genoma pokazalo je da su genetske mutacije virusa i bakterija na svemirskoj stanici značajno drugačije od onih pronađenih u uzorcima na Zemlji, što dokazuje da mikrogravitacija prisiljava život da evoluira jedinstvenim putem.
Fagi su razvili mutacije koje su izoštrile njihovu sposobnost da se vežu za bakterijske ćelije i inficiraju ih.
S druge strane, E. coli je stekla genetske promjene koje su blokirale te napade i poboljšale njeno ukupno preživljavanje u bestežinskom okruženju.
Koristeći duboko mutacijsko skeniranje, istraživači su otkrili da su promjene u "ključu za ulazak" virusa (protein koji veže receptor) uzrokovane svemirom bile fundamentalno drugačije od onih na Zemlji.
Kada su testirane na Zemlji, ove specifične mutacije u mikrogravitaciji omogućile su virusu da uspješno napadne sojeve E. coli otporne na ljekove, koji su inače imuni na standardni virus.
Sojevi E. coli odgovorni su za infekcije urinarnog trakta kod ljudi.
"Sveukupno, ova studija ističe potencijal istraživanja faga na ISS-u da otkrije nove uvide u adaptaciju mikroba, s potencijalnom važnosti i za istraživanje svemira i za ljudsko zdravlje", ustanovio je tim.
Naučnici koriste pouke iz evolucije vođene svemirom kako bi razvili poboljšane fage sposobne da savladaju odbranu bakterija otpornih na antibiotike.
