Tres nuevos estudios realizados por científicos de la Facultad de Medicina de la Universidad de Maryland (UMSOM) han identificado factores clave que ayudan a los microbios a sobrevivir en entornos hostiles.

Los resultados, que tienen implicaciones para la biotecnología y la comprensión de la vida en condiciones extremas, estaban en el procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias ( PNAS ), Astrobiología , y el Revista Internacional de Astrobiología .

"Nuestro trabajo capitaliza la abundancia de datos genómicos y transcriptómicos. Los datos genómicos representan mapas de ruta, y genética, bioquímica, y la microbiología son los vehículos para explorar y ampliar el conocimiento, "dijo el autor principal de los estudios, Shiladitya DasSarma, profesor del Instituto de Tecnología Marina y Ambiental del Departamento de Microbiología e Inmunología de la UMSOM "Utilizando este enfoque interdisciplinario en nuestra serie de artículos recientes, Hemos definido mejor los límites de la vida y los mecanismos que estos resistentes microbios y sus proteínas utilizan para sobrevivir y funcionar en el frío. salado, y entornos con agua limitada, como existen en Marte. Nuestros estudios también tienen aplicaciones en biotecnología verde aquí en la Tierra ".

El reciente PNAS Este artículo se basa en análisis previos del profesor DasSarma y varios colegas, que identificó proteínas clave en microbios que se encuentran en ambientes extremadamente salados. Examinaron la composición de aminoácidos de varias de las proteínas del microbio. Las superficies de las proteínas están sobrecargadas negativamente en comparación con todos los demás organismos. Estas proteínas usan las cargas negativas para unir fuertemente las moléculas de agua con el fin de permanecer en solución y combatir los efectos de los altos niveles de sal y sequedad. Se centraron en un microbio llamado H. lacusprofundi (Hla), de Deep Lake, un lago muy salado en la Antártida.

Querían descubrir cómo funcionan las proteínas del microbio en los extremos duales de muy salado, Ambientes muy fríos. Descubrieron que ciertos aminoácidos eran más frecuentes en el microbio. Se enfocaron en una enzima, beta-galactosidasa. Descubrieron diferencias clave entre las versiones de la enzima en Hla y las versiones en microbios que viven en ambientes templados. Entre las diferencias clave:empaquetamiento más flexible de átomos y mayor flexibilidad en las enzimas que funcionan en frío.

Otro estudio, publicado hoy en la revista Astrobiología , amplía el estudio, examinando el papel de las enzimas en la capacidad del microbio para sobrevivir en presencia de sales tóxicas. Esta investigación tiene implicaciones para la descontaminación de ambientes tóxicos, así como la vida en otros planetas como Marte, donde estas sales tóxicas, particularmente uno llamado perclorato de magnesio, han sido identificados en la superficie.

El tercer estudio, publicado el mes pasado en el Revista Internacional de Astrobiología , demostró que Hla y otros microbios igualmente resistentes pueden sobrevivir a los viajes a la estratosfera, muchas millas sobre la superficie de la Tierra, donde las condiciones son similares a las de Marte. La estratosfera es extremadamente fría, tiene poco oxígeno y altos niveles de radiación ultravioleta dañina.

Estos estudios también tienen el potencial de ser útiles para la biotecnología. El enfoque del estudio PNAS podría utilizarse para diseñar enzimas valiosas que funcionen a temperaturas más bajas. Por ejemplo, La beta-galactosidasa modificada se puede utilizar para hacer leche sin lactosa en temperaturas frías, y otras enzimas se pueden adaptar para otros procesos industriales "verdes" a temperaturas reducidas, reduciendo así la cantidad de energía requerida en el proceso de fabricación. El perclorato se usa en combustible para cohetes y fuegos artificiales y es un contaminante tóxico común en algunas aguas subterráneas. El trabajo en Astrobiología podría conducir a un método para su eliminación.