На МКС прошел эксперимент: он показал непредсказуемое поведение вирусов

Международная космическая станция (МКС) предоставляет уникальные условия для изучения биологических процессов в условиях невесомости. Исследование, опубликованное в научном журнале PLOS Biology, показало, что поведение бактериофагов, вирусов, поражающих бактерии, в микрогравитации отличается от земного, что приводит к неожиданным изменениям в их эволюции.

Изменения в эволюции под воздействием микрогравитации

Учёные из Университета Висконсин-Мэдисон под руководством Ватсана Рамана провели сравнительный анализ поведения фагов Т7 на МКС и на Земле. Эксперимент выявил замедление скорости инфицирования бактерий Escherichia coli в условиях невесомости, но после инфицирования наблюдалась ускоренная адаптация бактерий и вирусов. Были обнаружены мутации, ранее не зарегистрированные на Земле: бактерии усилили механизмы защиты, повышая выживаемость, а фаги стали более эффективными в инфицировании.

Раман отметил, что микробиологические процессы в космосе демонстрируют эволюционные траектории, трудно предсказуемые на основе земных экспериментов. Некоторые выявленные генетические изменения касались малоизученных генетических локусов, что открывает перспективы для дальнейших исследований биологии вирусов и бактерий.

Влияние микрогравитации на процессы инфицирования

На Земле эксперименты проводятся в стандартных условиях. В условиях МКС наблюдаются изменения в динамике жидкостей, частоте клеточных взаимодействий, распределении питательных веществ и физиологии бактерий, что влияет на кинетику инфицирования фагами и их взаимодействие с хозяином.

Раман подчеркнул, что микрогравитация изменяет процессы инфицирования, включая транспорт и частоту взаимодействий вирусов и бактерий. Это может как замедлять инфицирование, так и направлять эволюцию микроорганизмов. Особое внимание уделялось фагу Т7, известному своей эффективностью против кишечной палочки. Исследование показало, что задержка инфицирования на МКС связана с изменениями в динамике жидкостей, но после контакта обе стороны демонстрировали ускоренную адаптацию.

Значение для космических миссий

Результаты имеют важное значение для безопасности длительных космических экспедиций. Микроорганизмы на МКС подвергаются эволюционным изменениям, которые могут непредсказуемо влиять на здоровье экипажа. Раман отметил, что мутации в ранее не изученных генетических локусах могут изменять устойчивость бактерий и вирусов, что критично для безопасности астронавтов.

Возможности для земной медицины

Изменения в поведении фагов на МКС повысили их эффективность против устойчивых к антибиотикам штаммов кишечной палочки. Фаги рассматриваются как перспективная альтернатива антибиотикам, и данные об их эволюции в микрогравитации могут способствовать разработке новых методов лечения антибиотикорезистентных инфекций на Земле.