Как одна бактерия научилась «притворяться мертвой», чтобы обмануть тесты NASA на стерильность

Аппараты для Марса, Европы или Энцелада собирают в стерильных условиях. Эти помещения называют «чистыми комнатами». Там воздух очищен фильтрами, а поверхности обрабатывают химией и ультрафиолетом, чтобы для микробов не осталось никакой еды. Главная задача — помешать земным микробам попасть на другую планету.

Раньше думали, что в таких местах выживают только бактерии, которые создают споры, потому что споры — это крепкие защитные оболочки. Но в чистых комнатах находят бактерию Tersicoccus phoenicis, у которой нет спор. Как она там выживает?

Что значит «живой, но некультивируемый»?

Эта бактерия выживает благодаря спячке. Ученые называют это состояние VBNC. Это значит «жизнеспособный, но не поддающийся культивированию». Клетка жива, но ее нельзя вырастить в лаборатории. Обмен веществ у нее почти останавливается, она прекращает делиться. Она не растет на питательных веществах, которые заставляют расти другие бактерии.

Выяснили это опытным путем. Ученые поместили T. phoenicis в среду с малым количеством еды, и измеряли два показателя. Первый — число колоний (КОЕ) — это подсчет живых бактерий, которые выросли на питательной поверхности. Второй — оптическую плотность, которая показывает общую массу всех клеток.

Оказалось, что оптическая плотность оставалась высокой. Это значит, что клетки были на месте. Но число колоний упало почти до нуля. Вывод: бактерии не умерли, а перешли в спящее состояние. Обычные способы проверки их не замечали.

Как разбудить спящего?

Если бактерия засыпает, то должен быть и способ ее разбудить. Ученые думали, что это может делать специальный белок. Его называют Rpf, или «фактор, способствующий реанимации». Работает он как сигнал для бактерий, чтобы они вышли из спячки.

Ученые провели простой опыт. Они взяли «спящие» клетки T. phoenicis и добавили к ним белок Rpf. В итоге, клетки, которые получили Rpf, начали просыпаться и размножаться. Чем больше было белка, тем быстрее они начинали расти. В образцах без этого белка бактерии продолжали спать и почти не росли.

Это показывает, что у микробов есть другой способ выживания без создания спор. Они просто замирают в ожидании подходящего сигнала.

Почему это важно для космических полетов?

Проблема в том, что сегодняшние проверки чистоты аппаратов ищут растущие колонии микробов. Если на корабле есть спящие T. phoenicis, обычный тест их не найдет, а проверка покажет, что аппарат чистый.

Поэтому есть риск получить неверный результат. Мы можем послать на Марс аппарат, который считаем чистым, а на нем будут тысячи «спящих» бактерий. Что случится, если они попадут в условия, где смогут проснуться? Например, в место с водой или солями, которые сработают как сигнал?

Это исследование показывает, что наши методы обнаружения жизни должны быть лучше, и нельзя ограничиваться только одним способом. Нужны технологии, которые находят не только активные микроорганизмы, но и те, которые находятся в покое.