Πολύ σκληρό για να πεθάνει

Ένα ταπεινό μικρόβιο μπορεί να διδάξει πολλά ακόμη και στους καλύτερους
επιστήμονες του κόσμου. Αυτό κάνει ένα μικροσκοπικό πλάσμα στη Νεκρά Θάλασσα,
που μαθαίνει στους ειδικούς καινούργια πράγματα για τη βιοτεχνολογία, τον
καρκίνο και πιθανές νέες μορφές ζωής σε άλλους κόσμους μακρινούς.

Τα κύτταρα του Αλοβακτηρίου, όπως φαίνονται μέσα από ένα ισχυρό μικροσκόπιο. Δεξιά, η Νεκρά Θάλασσα έχει πέντε με δέκα φορές περισσότερο αλάτι από τις υπόλοιπες θάλασσες του κόσμου. Το αλάτι σκοτώνει τους περισσότερους οργανισμούς, αλλά μερικοί επιβιώνουν

Αλλά οι μαγικές του ιδιότητες δεν σταματούν εκεί. Το μικρόβιο, που ονομάζεται
Αλοβακτήριο, ίσως κρύβει το κλειδί για την προστασία των αστροναυτών από μία
από τις μεγαλύτερες απειλές που ενδέχεται να αντιμετωπίσουν σε μελλοντική
αποστολή στον Άρη: τη διαστημική ραδιενέργεια. H ισχυρή δόση ακτινοβολίας στο
διαπλανητικό σύμπαν μπορεί να εισβάλει στο σώμα των αστροναυτών, να κάνει
ζημιά στο DNA των κυττάρων τους, προκαλώντας καρκίνο και άλλες ασθένειες. H
βλάβη στο DNA ευθύνεται και για τους καρκίνους που αντιμετωπίζουν οι άνθρωποι
στη Γη.

Το Αλοβακτήριο φαίνεται πως έχει τη μαγική όσο και πολύπλοκη ικανότητα να
επανορθώνει το DNA. Αυτό είναι που θέλουν να μάθουν οι επιστήμονες. Τα
τελευταία χρόνια, σε μία σειρά πειραμάτων χρηματοδοτούμενων από τη NASA,
ερευνητές του Πανεπιστημίου του Μέριλαντ έχουν δοκιμάσει τα όρια των δυνάμεων
αυτοεπανόρθωσης του βακτηρίου. Οι ειδικοί δοκιμάζουν την τελευταία λέξη της
τεχνολογίας σε γενετικές τεχνικές για να διαπιστώσουν ποια μοριακά κόλπα
χρησιμοποιεί ο «δάσκαλος» ώστε να διατηρεί αλώβητο το DNA του.

Βομβαρδισμός. «Έχουμε κάνει θρύψαλα το DNA του. Δηλαδή, το έχουμε
καταστρέψει βομβαρδίζοντάς το με ακτινοβολία. Και αυτό μπορεί να
ξανασυναρμολογήσει και να λειτουργήσει πάλι ολόκληρο το χρωμόσωμά του μέσα σε
λίγες ώρες», λέει με θαυμασμό η Αντριάνα Κις, ερευνήτρια στο Πανεπιστήμιο του
Μέριλαντ, στο επιστημονικό περιοδικό της NASA.

Το Αλοβακτήριο δεν είναι μόνο βιρτουόζος στην επισκευή του χαλασμένου DNA,
αλλά και πολύ ανθεκτικό σε αντίξοες συνθήκες. Σε πειράματα στο ίδιο εργαστήριο
έχει επιβιώσει ύστερα από βομβαρδισμό με δόσεις υπεριώδους ακτινοβολίας, η
οποία σε άλλες περιπτώσεις θα ήταν θανατηφόρα. Και σαν να μην αρκούσε αυτό, το
μικρόβιο τα καταφέρνει το ίδιο καλά σε συνθήκες εξαιρετικής ξηρασίας, όπως και
στο Διάστημα.

Θανατηφόρα ακτινοβολία. Τα πειράματα της επιστημονικής ομάδας
συνεχίζονται υπό την καθοδήγηση της NASA. Σε μερικά από αυτά, εξέθεσαν κύτταρα
του Αλοβακτηρίου σε ακτίνες ισχυρής υπεριώδους ακτινοβολίας και μάλιστα σε
θανατηφόρες δόσεις. Τα περισσότερα μικρόβια που ζουν στο ανθρώπινο σώμα, όπως
το Ε. coli, θα είχαν καταστραφεί, αλλά το 80% των κυττάρων του Αλοβακτηρίου
επιβίωσε. Συνέχισαν να ζουν και να αναπαράγονται χωρίς πρόβλημα.

Σε άλλα πειράματα, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν ένα θάλαμο κενού στο Κέντρο
Διαστημικών Πτήσεων Γκόνταρντ της NASA για να εκθέσουν κύτταρα σε συνθήκες
Διαστήματος. H εμπειρία του από το πολύ αλμυρό νερό βοήθησε το Αλοβακτήριο να
επιβιώσει. Καθώς το νερό εξατμίστηκε, το αλάτι έγινε ίζημα σχηματίζοντας
κρυστάλλους. Τα μικροσκοπικά κύτταρα του βακτηρίου παγιδεύτηκαν μέσα στους
κρυστάλλους μαζί με μικρή ποσότητα νερού. «Οι κρύσταλλοι άλατος είναι σαν ένα
μικρό σπίτι, το οποίο προστατεύει τα κύτταρα από περαιτέρω ξήρανση», εξηγεί η
ερευνήτρια Τζόσλιν Ντιρουγκιέρο. Τα κύτταρα ζουν μέσα στους κρυστάλλους για
μεγάλο χρονικό διάστημα. Όταν ξαναπέφτουν στο νερό, ζωντανεύουν πάλι,
επανορθώνοντας τη βλάβη που έγινε στο DNA τους και συνεχίζουν κανονικά την ζωή
τους. Καθώς μάλιστα κάποιοι επιστήμονες ισχυρίζονται ότι έχουν βρει ζωντανά
κύτταρα ηλικίας 250 εκατομμυρίων ετών, οι ελπίδες για εύρεση ζωής στον Άρη
διατηρούνται ζωντανές.

Με εργαλείο τα ένζυμα. Τα μοριακά εργαλεία που χρησιμοποιεί το βακτήριο
για να επιζήσει ανήκουν σε μία κατηγορία πρωτεϊνών που ονομάζονται ένζυμα. Τα
ένζυμα είναι οι «δουλευτάδες» όλων των ζωντανών κυττάρων. Αναλαμβάνουν τις
χιλιάδες χημικές αντιδράσεις που μας κρατούν στην ζωή, όπως η επεξεργασία της
τροφής και η επίλυση προβλημάτων στο DNA.

Μαθαίνοντας πώς λειτουργούν αυτοί οι μηχανισμοί στο Αλοβακτήριο, οι
επιστήμονες ελπίζουν να καταλάβουν πώς κάνει το ίδιο και ο ανθρώπινος
οργανισμός. Ένα από τα ζητούμενα είναι να υποβοηθήσουν τους μηχανισμούς του
ανθρώπου να λειτουργήσουν ακόμα πιο αποτελεσματικά και να διορθώσουν τις
βλάβες στο DNA, και αυτό αποτελεί σημαντικό βήμα για τους αστροναύτες.

H Νεκρά Θάλασσα κρύβει το μυστικό

H ισχυρή ακτινοβολία στο Διάστημα κρύβει σοβαρούς κινδύνους για τους αστροναύτες ιδίως σε μελλοντικά μακρινά ταξίδια, όπως αυτό στον Άρη. Οι επιστήμονες μελετούν τις εξαιρετικές ιδιότητες του Αλοβακτηρίου να επιβιώνει σε άκρως δυσμενείς συνθήκες ευελπιστώντας να θωρακίσουν στο μέλλον τα διαστημικά πληρώματα

Γιατί όμως είναι τόσο ανθεκτικό το Αλοβακτήριο; Ποιο τραυματικό γεγονός
στην προϊστορία του το ώθησε να αναπτύξει τόσο επιδέξιο μηχανισμό επανόρθωσης
του DNA; Και πώς λειτουργεί αυτός ο μηχανισμός;

H Τζόσλιν Ντιρουγκιέρο, επικεφαλής των ερευνητών στο Μέριλαντ, αναζητά τις
απαντήσεις σε αυτά τα ερωτήματα τα τελευταία πέντε χρόνια. Πιστεύει ότι
κρύβονται στη φυσική κατοικία του Αλοβακτηρίου, στις ακραίες συνθήκες της
εξαιρετικά αλμυρής Νεκράς Θάλασσας. Οι περισσότερες μορφές ζωής θα πέθαιναν
γρήγορα εκεί, όπου το θαλασσινό νερό είναι πέντε με δέκα φορές πιο αλμυρό από
το συνηθισμένο.

H αλμύρα καταστρέφει τα κύτταρα ενός οργανισμού και ιδίως το DNA μέσα σε αυτά
τα κύτταρα. H υγεία του DNA βασίζεται στην επίδραση των μορίων νερού για να
διατηρήσει ατόφια τη διπλή ελικοειδή δομή του. Αλλά σε νερά πολύ αλμυρά, το
διαλυμένο αλάτι διώχνει τα μόρια του νερού. Έτσι οι μακρόστενοι κλώνοι του DNA
φθείρονται και μερικοί σπάνε, παθαίνοντας βλάβη ή πεθαίνοντας. Το γεγονός ότι
το βακτήριο έχει προσαρμοστεί στις απαιτήσεις του περιβάλλοντός του μπορεί να
εξηγήσει τους λόγους που γλιτώνει από τη ραδιενέργεια και άλλες φθορές.
«Υψηλές συγκεντρώσεις άλατος προκαλούν ίδιου τύπου βλάβες στο DNA με τη
ραδιενέργεια», λέει η Ντι Ρουγκιέρο. «Έτσι, αν οι οργανισμοί αντέχουν στην
πολλή αλμύρα, διαθέτουν τον μηχανισμό για να διορθώσουν αυτές τις βλάβες όταν
συναντούν ραδιενέργεια».

Επιμέλεια: Στέφανος Κρίκκης, Εύη Ελευθεριάδου