Ce s-a întâmplat după ce oamenii de știință au trimis virusuri în spațiu?

Într-un nou studiu, virusurile terestre care infectează bacterii au reușit în continuare să își infecteze gazdele E. coli în condiții de „microgravitație” la bordul Stației Spațiale Internaționale (ISS), dar dinamica interacțiunilor virus-bacterie a fost diferită față de cea observată pe Pământ.

Phil Huss de la Universitatea Wisconsin-Madison, SUA, și colegii săi prezintă aceste constatări în jurnalul cu acces deschis PLOS Biology.

• Vocea interioară: ce spun studiile despre autocritica care ne sabotează?
• Femeile sunt mai intuitive decât bărbații? Ce spun studiile despre cum citim emoțiile

Interacțiunile dintre fagi, adică virusurile care infectează bacterii și gazdele lor, joacă un rol integral în ecosistemele microbiene. Descrise adesea ca fiind într-o „cursă a înarmării” evolutivă, bacteriile pot dezvolta apărări împotriva fagilor, în timp ce fagii dezvoltă noi modalități de a contracara aceste apărări.

Deși interacțiunile virus-bacterie au fost studiate pe scară largă pe Pământ, condițiile de microgravitație modifică fiziologia bacteriană și fizica coliziunilor dintre virusuri și bacterii, perturbând interacțiunile tipice. Cu toate acestea, puține studii au explorat specificul modului în care dinamica fagi-bacterii diferă în microgravitație, scrie Sciencedaily.

Pentru a aborda această lacună, Huss și colegii săi au comparat două seturi de probe de bacterii E. coli infectate cu un fag cunoscut sub numele de T7, un set incubat pe Pământ și celălalt la bordul Stației Spațiale Internaționale.

Analiza probelor de pe stația spațială a arătat că, după o întârziere inițială, fagul T7 a infectat cu succes bacteria E. coli.

Un rol cheie în infecție

Cu toate acestea, secvențierea întregului genom a scos la iveală diferențe marcante în mutațiile genetice atât bacteriene, cât și virale între probele de pe Pământ și cele din microgravitație.

Fagii de pe stația spațială au acumulat treptat mutații specifice care ar putea spori infectivitatea fagilor sau capacitatea lor de a se lega de receptorii celulelor bacteriene.

Între timp, bacteria E. coli din spațiu a acumulat mutații care ar putea oferi protecție împotriva fagilor și ar putea spori succesul supraviețuirii în condiții de imponderabilitate.

Cercetătorii au aplicat apoi o tehnică de înaltă performanță cunoscută sub numele de „scanare mutațională profundă” pentru a examina mai îndeaproape schimbările în proteina de legare a receptorului T7, care joacă un rol cheie în infecție, dezvăluind alte diferențe semnificative între condițiile de microgravitație și cele de pe Pământ.

Diferențe marcante în mutațiile genetice

Experimente suplimentare pe Pământ au făcut legătura între aceste schimbări asociate microgravitației și o activitate crescută împotriva tulpinilor de E. coli care cauzează infecții urinare la oameni și care sunt, în mod normal, rezistente la T7.

În ansamblu, acest studiu evidențiază potențialul cercetării fagilor la bordul ISS de a dezvălui noi perspective asupra adaptării microbiene, cu relevanță atât pentru explorarea spațială, cât și pentru sănătatea umană.

„Spațiul schimbă fundamental modul în care fagii și bacteriile interacționează: infecția este încetinită, iar ambele organisme evoluează pe o traiectorie diferită față de cea de pe Pământ. Studiind acele adaptări determinate de spațiu, am identificat noi perspective biologice care ne-au permis să proiectăm fagi cu o activitate mult superioară împotriva agenților patogeni rezistenți la medicamente aici, pe Pământ”, explică autorii

Vă mai recomandăm să citiți și:

Virusurile gripale au început să circule mai devreme decât de obicei în Europa

Plasturii cu virusuri au distrus cu succes bacteriile din alimente contaminate

Cercetătorii au găsit compușii naturali care ajută celulele să lupte cu virusurile

Ce sunete scot virusurile?