Uluslararası Uzay İstasyonu
Uluslararası Uzay İstasyonuna götürülen virüs ve bakterilerin tam genom dizilimi, her iki mutasyonun da mikro yerçekimi ortamına özgü olduğunu ortaya çıkardı.
Bakteriler ve onlara bulaşan virüsler milyarlarca yıldır evrimsel bir savaş veriyor. Bakteriler viral enfeksiyonlara karşı savunma geliştirirken, virüsler de bu savunmayı kırmanın yeni yollarını geliştirir. Bu süreç mikrobiyal ekosistemleri şekillendirir Dünya çapında, okyanus derinliklerinden toprak topluluklarına kadar. Peki bu savaş uzaya taşındığında ne olur?
Phil Huss ve Wisconsin-Madison Üniversitesi’ndeki meslektaşları, *E örneklerini göndererek bunu öğrenmeye karar verdiler. coli*’yi T7 virüsü ile enfekte ederek Uluslararası Uzay İstasyonu’na gönderdik. Nasıl olduğunu karşılaştırdılar virüs-bakteri etkileşimi Dünya üzerinde tutulan özdeş örneklerle mikro yerçekiminde ortaya çıkarıldı ve evrimi temelde farklı fiziksel koşullar altında gerçek zamanlı olarak gözlemledi.
Her ne kadar T7 virüsleri sonunda istasyondaki bakteriyel konakçılara bulaşmayı başarsa da, her şey farklı oldu Dünyadakinden daha. Tam genom dizilimi, hem virüslerin hem de bakterilerin biriktiğini ortaya çıkardı spesifik farklı mutasyonlar Mikro yerçekimi ortamı için, karasal popülasyonlarda görülmeyen değişiklikler.
Uzayda yaşayan virüsler yavaş yavaş mutasyonlara yol açabilecek mutasyonlar geliştirdiler. bulaşıcılığınızı artırın ve bakteri hücrelerinin yüzeyindeki reseptörlere bağlanma yeteneklerini geliştirin. Ancak *E’nin yörünge popülasyonları. coli* kendi koruyucu mutasyon dizilerini biriktirerek hem viral saldırıdan hem de neredeyse ağırlıksız olmanın getirdiği zorluklardan kurtulmalarına yardımcı oldu.
Mikro yerçekimi, virüslerin bakterilerle karşılaşma şeklinin fiziğini temelden değiştirir. Yer çekimi, Dünya’da virüsler ve hedefleri arasındaki çarpışma oranlarını etkileyen akışkan dinamiğini ve çökelme davranışlarını etkiler. Yörüngede bu tanıdık kurallar artık geçerli değil. Araştırmacılar şunu keşfetti: enfeksiyon daha yavaş ilerledi Uzayda bu fiziksel değişikliklerin viral başarı için gerçekten önemli olduğunu öne sürüyor.
Ekip daha sonra, bakteriyel hücrelerin kilidini açan moleküler anahtar olan T7 reseptör bağlayıcı proteindeki değişiklikleri incelemek için derin mutasyonel tarama adı verilen bir teknik kullandı. Bu, mikro yerçekimi ve karasal koşullar arasında daha da önemli farklılıkları ortaya çıkardı. En önemlisi, bu Uzay kaynaklı uyarlamalardan bazıları Dünya’da yararlı olduğu kanıtlandı.
Araştırmacılar mikro yerçekimi ile ilişkili mutasyonları T7’ye tanıtıp bunları *E’ye karşı test ettiğinde. coli*, mikro yerçekimi ile ilişkili mutasyonlar daha etkili olduğu kanıtlandı. İnsanlarda idrar yolu enfeksiyonlarına neden olan E. coli* suşlarında, normalde T7’ye dirençli olan suşlarda, değiştirilmiş virüsler büyük ölçüde gelişmiş aktivite gösterdi. Yörüngedeki evrim, Dünya’daki sorunların çözümlerini ortaya çıkardı.
Bulgular, yörünge araştırmasının beklenmedik bir faydasını vurgulamaktadır. Bilim adamları, tanıdık biyolojik sistemleri tamamen farklı ortamlara maruz bırakarak, Dünya’da doğal olarak ortaya çıkmayacak evrimsel yolları ve genetik çözümleri keşfedebilirler. ISS yalnızca uzay biyolojisinin çalışıldığı bir platform değil, aynı zamanda antibiyotik direncinden mikrobiyal ekosistemlerin yönetimine kadar karasal zorluklara yeni yaklaşımların keşfedildiği bir laboratuvar haline geliyor.