这个微小生物在模拟火星环境下竟“死不了”

印度科学研究所生物化学系（BC）的研究人员与艾哈迈达巴德物理研究实验室（PRL）的合作者发现，酵母能够在类似火星的环境压力下存活。他们的研究结果表明，即使是简单的生命形式，对地球外环境的适应力也可能比之前认为的更强。

用冲击波和有毒土壤模拟火星环境
为测试酵母的存活能力，研究团队让活细胞承受强烈的物理和化学压力。实验包括让酵母暴露在与火星陨石撞击产生的强度相当的强大冲击波中，以及接触火星土壤中已知存在的有毒化合物——高氯酸盐。
冲击波是通过PRL的Bhalamurugan Sivaraman实验室里的天体化学高强度激波管（HISTA）产生的，其速度最高可达5.6马赫。此外，酵母细胞还分别接受了100 mM高氯酸钠处理，或同时接受高氯酸钠和冲击波暴露。

克服实验挑战
实验设置面临重大技术难题。研究人员表示，此前从未将活酵母细胞暴露在如此强度的冲击波下。
该研究的第一作者、BC系副教授Purusharth I Rajyaguru实验室的项目助理Riya Dhage解释道：“最大的障碍之一是设置HISTA管，让活酵母细胞暴露在冲击波中——这是以前从未尝试过的——然后以最小的污染回收酵母，用于后续实验。”

酵母如何在极端压力下存活
尽管环境恶劣，酵母细胞在暴露于冲击波、高氯酸盐，甚至两种压力源共同作用后仍能存活。虽然它们的生长速度减慢，但存活率仍然很高。
研究人员认为，这种适应力源于酵母形成核糖核蛋白（RNP）凝聚体的能力。这些是无膜的微小结构，能在细胞受到压力时帮助保护和重组mRNA。冲击波暴露使酵母细胞形成两种RNP凝聚体，即应激颗粒和P小体；仅暴露于高氯酸盐时，细胞则形成P小体。无法形成这些结构的酵母菌株存活的可能性要低得多。

外星环境下生命的生物标志物
研究结果表明，RNP凝聚体可能成为外星环境中细胞应激的生物标志物（即生物学指标）。这为科学家提供了一种潜在工具，用于识别生命在地球以外极端条件下的反应。
Dhage说：“这项研究的独特之处在于，它整合了冲击波物理学、化学生物学和分子细胞生物学，以探究生命如何应对此类火星般的压力源。”

对天体生物学和太空探索的意义
该研究强调，面包酵母是印度不断发展的天体生物学研究的有力模式生物。通过研究酵母在受到机械和化学压力时如何重组其RNA和蛋白质，科学家可以深入了解生命形式在其他行星上可能的存活方式。
这些见解还有助于指导设计能够承受太空中极端环境的生物系统。
该研究的通讯作者Rajyaguru说：“我们惊讶地发现，酵母能在我们实验中模拟的火星般压力条件下存活。我们希望这项研究能推动未来将酵母搭载到太空探索任务中的努力。”