Грибок, що виживає в умовах, які імітують Марс, змінює астробіологію та цілі місій на Червону планету

Група дослідників у Бразилії виявила, що грибок Rhinocladiella similis, відомий своєю стійкістю до екстремальних умов, вижив в експерименті, що імітує марсіанське середовище. Навіть при максимальній дозі ультрафіолетового випромінювання (0,4 кДж/м²) та високій концентрації перхлорату магнію (750 ммоль/л) — ключового компонента марсіанського ґрунту — 80% клітин грибка залишилися життєздатними. Для порівняння, у іншого досліджуваного організму — Exophiala sp. — виживаність в тих же умовах знизилася до 50%.

Під впливом солей та ультрафіолетового випромінювання R. similis змінює свою форму: замість звичайних ниткоподібних структур (гіф) він починає розмножуватися окремими дріжджоподібними клітинами. Це допомагає йому економити ресурси у стресовому середовищі. Крім того, грибок інтенсивно виробляє меланін — темний пігмент, який захищає клітини від ушкоджень, спричинених ультрафіолетовим випромінюванням та хімікатами. Завдяки цьому середовище, в якому росте грибок, стає майже чорною.

Вчені аналізують білки R. similis і виявляють, що в екстремальних умовах він повністю реструктурує свій метаболізм. Активність енергетичних систем знижується на 60%. Замість цього грибок збільшує виробництво ферменту лакази, пов'язаного з синтезом меланіну, в 2,3 рази та активує білки, які нейтралізують токсини та стабілізують структуру інших білків. Це означає, що організм переходить в режим виживання та отримує енергію шляхом бродіння, а не дихання, спрямовуючи зусилля на захист від токсичних сполук.

За допомогою мас-спектрометрії вчені виявляють унікальні молекули, які грибок виробляє у відповідь на стрес. Серед них — L-фенілаланіл-L-пролін, 5-оксопіролідин-2-карбоніл-L-ізолейцин, деканоіларгінін та пептиди, які, ймовірно, зв'язуються з надлишковим магнієм у ґрунті. Ці речовини можуть служити "уликами" для майбутніх місій на Марс — якщо вони будуть виявлені в ґрунтових зразках, це може означати наявність життя, адаптованого до подібних суворих умов.

Дослідження також показує, що використання перхлорату магнію (замість натрію) має вирішальне значення для точності експериментів, оскільки солі магнію переважають у реальному марсіанському ґрунті.

Це відкриття важливе як для досліджень космосу, так і для земних технологій. Для пошуку життя на Марсі воно показує, що висока солоність та ультрафіолетове випромінювання не є абсолютною перешкодою — отже, необхідно звернути увагу на темні ділянки ґрунту, де може накопичуватися захисний меланін. Для Землі механізми, які грибок використовує для нейтралізації токсинів, можуть бути застосовані в біоремедіації, наприклад, для очищення засолених сільськогосподарських земель або промислових стічних вод, забруднених важкими металами.

Наступні кроки вчених включають вивчення змін в активності генів грибка (транскриптоміка) та перевірку, чи зберігаються виявлені біомаркери у викопних рештках. Це допоможе точніше відкалібрувати обладнання для пошуку життя в космосі.