"Micróbios subsuperficiais Vivo Milhões de Anos podem existir em Marte" - mecanismo de reparo do DNA Make It Possible

"Ele só fica olhando melhor para as condições de habitabilidade em Marte," disse Brent Christner, professor associado de ciências biológicas na LSU. "Isso é relevante no sentido astrobiológicos porque se esses reparo do DNA mecanismos operar em criosfera da Terra, os micróbios extraterrestres podem estar usando este mecanismo de sobrevivência para persistir em outros mundos gelados do sistema solar. Estamos muito entusiasmados com estes resultados ". Christner disse que o novo reserach torná-la razoável especular que, se a vida já evoluiu em Marte e micróbios ainda são congelados em algum lugar no subsolo, os micróbios ainda pode ser viável se dadas as condições adequadas.

A maioria dos pesquisadores microbianas crescer as suas células-pratos de petri para estudar como eles respondem ao estresse e condições prejudiciais. Mas, com o apoio do financiamento da NASA, pesquisadores do Departamento de Ciências Biológicas da LSU tentou algo quase inédito: estudar a sobrevivência microbiana em gelo para entender como os microorganismos podem sobreviver no antigo permafrost, ou talvez até mesmo enterrado no gelo em Marte.

Christner e colegas da LSU recentemente teve resultados em reparo de DNA em micróbios gelo aprisionadas aceitos na revista Applied and Environmental Microbiology. Para entender como os micróbios sobreviver em condições de congelação, Christner e colegas voltados para análise de ADN, a molécula hereditária que codifica as instruções genéticas utilizadas no desenvolvimento e na função de todos os organismos.

"Os micróbios são compostas de macromoléculas que, mesmo congelado, estão sujeitos à decadência", disse Christner. "Nós sabemos de uma série de reações espontâneas que resultem em danos ao DNA."

O pior tipo de dano é conhecido como uma quebra de cadeia dupla, em que o DNA do micróbio é clivada em duas peças separadas que precisam ser colocados juntos para fazer o cromossomo funcional.

"Esse tipo de dano é inevitável se as células existem congelados no permafrost por milhares de anos e não pode fazer reparos", disse Christner. "Imagine que o micróbio é em gelo durante longos períodos de tempo e o seu ADN é progressivamente se cortar em pedaços. Eventualmente, haverá um momento em que o DNA do micróbio torna-se tão danificado que ele não é mais uma molécula de armazenamento de informação viável. O que resta é um cadáver. "

A situação parece terrível para a longevidade de micróbios no gelo. Mas, curiosamente, os pesquisadores foram capazes de reviver os micróbios enterrados no gelo e permafrost por centenas de milhares a milhões de anos. Na verdade, Christner conseguiu reviver vários tipos diferentes de bactérias na parte inferior da calota de gelo Guliya no planalto Qinghan-tibetano no oeste da China - gelo que é 750 mil anos de idade, desde muito antes da idade dos seres humanos.

Mas como é possível que os micróbios para contrariar as expectativas e sobreviver por períodos tão longos quando congelados? A sobrevivência dos microrganismos em gelo antigo glacial e permifrost tem sido tipicamente atribuída à sua capacidade de persistir em um estado dormente metabolicamente inerte. Mas mesmo essa explicação não leva em conta os níveis de fundo de radiação ionizante que causam danos ao DNA desses micróbios, congelada no fundo de uma geleira ou não.

"Para sobreviver a isso, estudos de longo diferentes para ponto instância, para a dormência, ou" metabolismo câmera lenta ", mas, independentemente do estado fisiológico, sem reparo do DNA ativo um organismo irá acumular danos no DNA de uma forma que vai levar à morte celular, "Dieser disse.

Resultados de Christner e recentes apontam o papel dos colegas de uma outra explicação: mecanismos de reparo do DNA que podem operar mesmo sob condições de congelamento. Em experimentos de laboratório, Christner e colegas tomaram suspensões congeladas de bactérias nativas permafrost siberiano e os expôs a uma dose de danos no DNA radiação ionizante equivalente ao que os micróbios teriam experimentado durante ~ 225.000 anos enterrados no permafrost. Os pesquisadores, então, deixar que os micróbios incubar a baixa temperatura (5 ° F) por um período de dois anos, verificando periodicamente a integridade do DNA dos micróbios.

Como esperado, a radiação ionizante danificado do cromossoma circular microbiana, transformando-a numa mistura de pedaços menores. O que surpreendeu os pesquisadores foi que, ao longo de dois anos no freezer, os pedaços de DNA começou a voltar juntos em sua devida ordem.

"Este não é um processo aleatório", disse Christner. "Isso nos diz que as células são reparar seu DNA. Isto é importante porque nós normalmente não pensamos neles como sendo condições em que processos biológicos complexos estão acontecendo. "

Para mais informações sobre a pesquisa de Brent Christner, visite http://brent.xner.net/.
Para o trabalho de pesquisa completo em reparo de DNA em-15oC, visite http://aem.asm.org/content/early/2013/09 / 23/AEM.02845-13.full.pdf + html, AEM.02845-13.