Strażnicy drobnoustrojów: nowa metoda ochrony mikroorganizmów w ekstremalnych warunkach zwiększa ich stabilność.

WarsawBadacze z MIT odkryli sposób na wzmocnienie mikroorganizmów, umożliwiając im przetrwanie w trudnych warunkach. Mieszają bakterie z bezpiecznymi dodatkami zatwierdzonymi przez FDA. Te mieszanki pomagają stabilizować różne mikroorganizmy, takie jak drożdże i bakterie. Badacze udowodnili, że te mieszanki są odporne na wysokie temperatury, promieniowanie oraz procesy przemysłowe, które zazwyczaj uszkadzają mikroorganizmy.

Naukowcy wysłali te mikroby na Międzynarodową Stację Kosmiczną. Obecnie sprawdzają, czy mikroorganizmy przetrwały podróż.

Skupiali się głównie na badaniach niektórych rodzajów mikroorganizmów.

• Escherichia coli Nissle 1917: Probiotyk stosowany w leczeniu biegunki podróżnych.
• Ensifer meliloti: Bakteria wspomagająca wzrost roślin poprzez wiązanie azotu w glebie.
• Lactobacillus plantarum: Bakteria wykorzystywana do fermentacji produktów spożywczych.
• Saccharomyces boulardii: Drożdże używane jako probiotyk.

Zespół pracował nad znalezieniem substancji, które pomagają mikroorganizmom przetrwać w stanie suchym, przekształconym w proszek poprzez liofilizację. Zazwyczaj zamiana tych mikrobów w tabletki lub pigułki jest niemożliwa, ponieważ wymaga użycia szkodliwych rozpuszczalników organicznych. Zespół z MIT opracował metodę polegającą na mieszaniu bakterii z około 100 różnymi bezpiecznymi składnikami, aby sprawdzić, które z nich utrzymują mikroby przy życiu w temperaturze pokojowej przez 30 dni.

Naukowcy odkryli, że cukry i peptydy były najskuteczniejsze. Przeprowadzili więcej testów na probiotyku E. coli Nissle 1917. Łącząc kofeinę lub ekstrakt z drożdży z cukrem o nazwie melibioza, stworzyli stabilną mieszankę, którą nazwali „formulacja D.” Ta mieszanka pozwalała na przetrwanie ponad 10% mikroorganizmów po sześciu miesiącach przechowywania w temperaturze 37 stopni Celsjusza. Dla porównania, wersja komercyjna wytrzymywała w tych samych warunkach jedynie 11 dni.

Zobacz również:

Dzisiaj · 11:55

Przełomowe odkrycie genetyczne ujawnia tajemnice blokad umysłowych

Formuła D wytrzymała wysokie poziomy promieniowania jonizującego, sięgające 1 000 grayów. Dla porównania, dawka promieniowania na Ziemi wynosi około 15 mikrogayów dziennie, a w przestrzeni kosmicznej około 200 mikrogayów dziennie.

Badacze nie są pewni, w jaki sposób dodatki chronią bakterie. Uważają, że składniki te mogą pomagać w utrzymaniu stabilności błon komórkowych bakterii podczas nawadniania.

Zespół następnie przetestował, czy te odporne mikroby nadal działały normalnie po wystawieniu na trudne warunki. Ensifer meliloti wciąż potrafiło tworzyć korzystne brodawki na korzeniach roślin i przekształcać azot w amoniak, nawet po ekspozycji na temperatury sięgające 50 stopni Celsjusza. Ich wersja E. coli Nissle 1917 nadal mogła hamować wzrost Shigella flexneri, bakterii powodującej śmiertelną biegunkę w krajach o niskich i średnich dochodach.

W zeszłym roku naukowcy wysłali mikroby ekstremofilne na Międzynarodową Stację Kosmiczną (ISS). Niedawno powróciły one na Ziemię. Teraz zespół porównuje próbki przechowywane wewnątrz ISS, te umieszczone na zewnątrz oraz próbki kontrolne na Ziemi.

Badania były finansowane przez Translational Research Institute for Space Health z NASA, Space Center Houston, Katedrę Inżynierii Mechanicznej MIT oraz 711 Human Performance Wing we współpracy z Defense Advanced Research Projects Agency. Tekst powstał również przy udziale Johanny L'Heureux, Emily Kolaya, Gary'ego Liu, Kyle'a Martina, Husny Ellis, Alfreda Dao, Margaret Yang, Zachary'ego Villaverde, Afeefah Khazi-Syed, Qinhao Cao, Niory Fabian, Joshuy Jenkinsa, Niny Fitzgerald, Christiny Karavasili, Benjamina Mullera oraz Jamesa Byrne'a.