Raziskovalci z več evropskih univerz opozarjajo, da imajo biofilmi – organizirane mikrobne združbe, ki živijo v zaščitni matriki – ključno vlogo pri zdravju ljudi in rastlin, njihovo delovanje pa je lahko v razmerah vesoljskih poletov bistveno spremenjeno. V novem članku v rubriki Perspective v reviji npj Biofilms and Microbiomes predstavljajo raziskovalno pot, kako bi študije v vesolju lahko izboljšale razumevanje biofilmov tako za prihodnje dolgotrajne misije kot za uporabo na Zemlji.
Študijo z naslovom „Biofilmi: od zibelke življenja do življenjske podpore“ vodi skupina raziskovalcev z Univerze v Glasgowu, Univerze Maynooth in Univerzitetnega kolidža v Dublinu (UCD), ki delujejo v okviru delovne skupine GeneLab Microbes Analysis znotraj repozitorija NASA Open Science Data Repository. Avtorji izpostavljajo, da biofilmi niso izjema, temveč prevladujoča oblika mikrobnega življenja, ki pomembno vpliva na presnovo, odpornost na stres in nadzor patogenov v tkivih ljudi in rastlin.
Dr. Katherine J. Baxter z Univerze v Glasgowu je ob tem poudarila, da se biofilmi pogosto obravnavajo predvsem kot vir okužb, „vendar so v resnici prevladujoči mikrobni življenjski slog, ki podpira zdrave biološke sisteme“, je dejala. Po njenih besedah vesoljski poleti predstavljajo edinstveno okolje za preučevanje njihove organizacije in delovanja, obstoječi podatki pa kažejo, da jih bo treba „bolje razumeti, upravljati in verjetno tudi oblikovati za varovanje zdravja med vesoljskimi poleti“.
Učinki mikrogravitacije in novih stresov
Raziskovalci navajajo, da lahko vesoljski poleti in tudi zemeljske simulacije spremenijo arhitekturo biofilmov, izražanje genov, celično signalizacijo in toleranco na stres, pri čemer se odzivi razlikujejo glede na mikrobne vrste in uporabljene eksperimentalne platforme. Zato predlagajo uporabo naprednih genetskih in biokemijskih pristopov, tako imenovane multiomike, ki omogoča hkratno analizo več bioloških ravni v kompleksnih, večvrstnih mikrobnih skupnostih.
Poseben poudarek namenjajo rastlinam, ki bodo nujen del sistemov za podporo življenju na dolgih misijah. „Rastline bodo v središču dolgotrajnih vesoljskih misij, delovanje rastlin pa je odvisno od interakcij biofilmov v in okoli koreninskih sistemov,“ je dejala dr. Eszter Sas z Univerze Maynooth. Dodala je, da lahko multiomični pristopi razkrijejo nove mehanizme signalizacije in presnove na stičišču biofilmov in rastlinskih korenin.
Ker so poskusi v vesolju logistično in finančno zelo zahtevni, avtorji poudarjajo pomen odprte znanosti, skupnih standardov in deljenja podatkov prek globalnih repozitorijev. Raziskava je bila usklajena znotraj razširjenega ekosistema NASA GeneLab, kar omogoča, da se podatki iz posameznih misij ponovno uporabijo in primerjajo v širšem kontekstu.
Profesor Nicholas JB Brereton z UCD je izpostavil, da gre za globalno sodelovanje z močno skupnostjo odprte znanosti. „Prevajanje vrednosti poteka v obe smeri; vesoljski poleti lahko razkrijejo novo biologijo pod neznanim stresom, ti vpogledi pa nam lahko pomagajo tudi pri pristopih k zdravju in kmetijstvu na Zemlji,“ je dejal. Avtorji ob tem pozivajo k bolj usklajenim, primerjalnim raziskavam biofilmov, ki bi presegle ozke laboratorijske modele in pospešile prehod od opazovanj k praktičnim rešitvam.
