Team opdager, hvordan mikrober overlever rene rum og forurener rumfartøjer

Rakesh Mogul, en Cal Poly Pomona professor i biologisk kemi, var hovedforfatter til en artikel i tidsskriftet Astrobiologi som giver det første biokemiske bevis, der forklarer årsagen til, at forureningen fortsætter.

Kemiprofessor Gregory A. Barding, Jr., var samarbejdspartner og anden forfatter på papiret. De resterende 22 medforfattere er alle Cal Poly Pomona-studerende - 14 bachelorer i kemi, tre kemi kandidatstuderende og fem bachelorer i biologiske videnskaber.

"Vi designede projektet for at give eleverne praktisk erfaring – og for at understøtte filosofien om at lære ved at gøre Cal Poly Pomona. De studerende foretog forskningen, mest som afhandlingsprojekter inden for enzymologi, molekylær mikrobiologi og analytisk kemi, sagde Mogul.

I renrumsfaciliteterne, NASA implementerer en række planetariske beskyttelsesforanstaltninger for at minimere biologisk forurening af rumfartøjer. Disse trin er vigtige, fordi kontaminering af jordbaserede mikroorganismer kan kompromittere livsdetektionsmissioner ved at give falske positive resultater.

På trods af omfattende rengøringsprocedurer, imidlertid, molekylærgenetiske analyser viser, at renrummene rummer en mangfoldig samling af mikroorganismer, eller et rumfartøjsmikrobiom, der inkluderer bakterier, arkæer og svampe, forklarede Mogul. Acinetobacter, en slægt af bakterier, er blandt de dominerende medlemmer af rumfartøjets mikrobiom.

For at finde ud af, hvordan rumfartøjets mikrobiom overlever i renrumsfaciliteterne, forskerholdet analyserede flere Acinetobacter-stammer, der oprindeligt var isoleret fra Mars Odyssey og Phoenix rumfartøjsfaciliteterne.

De fandt ud af, at under meget næringsstofbegrænsede forhold, de fleste af de testede stammer voksede på og bionedbrydede de rengøringsmidler, der blev brugt under rumfartøjets samling. Arbejdet viste, at kulturer voksede på ethylalkohol som den eneste kulstofkilde, mens de udviste rimelige tolerancer over for oxidativt stress. Dette er vigtigt, da oxidativ stress er forbundet med udtørrende og høje strålingsmiljøer, der ligner Mars.

De testede stammer var også i stand til at bionedbryde isopropylalkohol og Kleenol 30, to andre almindeligt anvendte rengøringsmidler, med disse produkter, der potentielt tjener som energikilder for mikrobiomet.

"Vi giver planetbeskyttelsessamfundet en grundlæggende forståelse af, hvorfor disse mikroorganismer forbliver i de rene rum, " sagde Mogul. "Der kommer altid ting ind i de rene værelser, men et af spørgsmålene har været, hvorfor forbliver mikroberne i de rene rum, og hvorfor er der et sæt mikroorganismer, der er fælles for renrummene."

For planetarisk beskyttelse, dette indikerer, at strengere rengøringstrin kan være nødvendige for missioner med fokus på livssøgning og fremhæver det potentielle behov for at bruge forskellige og roterende rengøringsreagenser, der er kompatible med rumfartøjet til at kontrollere den biologiske byrde.