Микроорганизмы на Земле чаще всего живут не поодиночке, а в виде биопленок — сложных сообществ, которые ученые сравнивают с городами. Эти структуры играют ключевую роль в поддержании здоровья человека и растений, помогая усваивать питательные вещества, противостоять стрессу и сдерживать патогены. Теперь международная группа исследователей предложила использовать условия космоса, чтобы глубже понять, как работают такие «микробные города» и как их можно сохранить во время длительных космических миссий. Работа опубликована в журнале npj Biofilms and Microbiomes.
Авторы отметили, что биопленки — это доминирующая форма существования микроорганизмов. На Земле взаимодействие хозяина и биопленки лежит в основе нормальной работы тканей человека и корневых систем растений. Однако эксперименты показывают, что в условиях микрогравитации и космического полета структура биопленок, регуляция генов и устойчивость к стрессу могут заметно меняться.
«Биопленки часто рассматривают только как источник инфекций, но на самом деле именно они поддерживают здоровые биологические системы», — пояснила ведущий автор работы Кэтрин Бакстер из Университета Глазго. По ее словам, космос дает уникальную возможность проверить, как эти сообщества функционируют в экстремальных условиях, и понять, как ими можно управлять или даже целенаправленно «проектировать» для защиты здоровья астронавтов.
Особое внимание было уделено растениям, которые должны стать основой жизнеобеспечения при длительных космических миссиях. Их рост и устойчивость напрямую зависят от микробных сообществ в зоне корней. Современные «мультиомные» подходы, объединяющие генетику, метаболомику и биохимию, позволяют проследить, как меняются сигнальные пути и обмен веществ в биопленках под воздействием космического полета.
Авторы подчеркнули, что из-за высокой стоимости и сложности экспериментов на орбите ключевую роль играет открытая наука — совместное использование данных, единых стандартов и методов анализа. Такой подход позволяет максимально эффективно использовать результаты каждого эксперимента и переносить полученные знания обратно на Землю — в медицину и сельское хозяйство.
По мнению исследователей, изучение биопленок в космосе может не только помочь обеспечить здоровье экипажей и устойчивость космических оранжерей, но и дать новое понимание того, как микробные сообщества поддерживают жизнь в экстремальных условиях на нашей планете.
Ранее российские ученые впервые выявили влияние гравитации на раковые клетки.
