Для Вас читатели моего блога, вы, наверное, знаете, что самыми стойкими организмами на Земле, являются экстремофилы, которые могут выжить в экстремальных условиях, таких как сильная засуха, то есть высыхание, экстремальный холод, космический вакуум, кислота или даже высокий уровень радиации. Пока что самой стойкой из всех, кажется, является бактерия Deinococcus radiodurans, способная выдержать дозы радиации, в тысячу раз превышающие смертельные для человека. Но до сих пор ученые оставались озадаченными тем, как радиостойкость могла развиться у нескольких организмов на нашей планете, естественным образом защищенных от солнечного излучения своим магнитным полем. Хотя некоторые ученые предполагают, что радиорезистентность у экстремофильных организмов могла развиваться вместе с другими видами устойчивости, такими как устойчивость к высыханию. Исследователи начали с естественно неустойчивых бактерий, E. coli, и подвергли их многократным циклам высокоуровневого облучения. После многих раундов радиационного облучения и роста появилось несколько радиорезистентных популяций. Используя полногеномное секвенирование, исследователи изучили генетические изменения, присутствующие в каждой радиорезистентной популяции, и определили, какая мутация обеспечивает радиорезистентность бактерий. В своем первом исследовании команда доктора Кокса начала с воздействия на E. coli 50 циклов ионизации. Примерно после 10 раундов появились некоторые радиорезистентные популяции, а после 50 изучение их генетического профиля выявило три мутации, ответственные за радиорезистентность все в генах, связанных с механизмами репарации ДНК. В новом исследовании ученые подвергли бактерии еще 50 циклам радиационного воздействия и селекции. В дальнейшем, популяции радиорезистентной кишечной палочки продолжали развиваться и возникали субпопуляции. Удивительно, хотя радиорезистентность, вызванная первой серией ионизации, может быть в основном связана с тремя мутациями, вторая индуцировала сотни мутаций, включая большие делеции и дупликации нескольких генов. Четыре популяции, которые мы развиваем в этом новом испытании, теперь достигли уровней радиорезистентности, которые приближаются к уровням, наблюдаемым с Deinococcus radiodurans. По мере того, как текущее испытание прогрессировало, геномные изменения оказались намного более сложными, чем ожидалось. Хотя на этот раз сложнее точно определить все мутации, способствующие увеличению радиорезистентности, исследователи показывают, что затронуты больше клеточных метаболизмов, таких как синтез АТФ, биогенез кластера железа и серы, синтез кадаверина и реакция активных форм кислорода. Кроме того, это исследование доказывает, что радиорезистентность может развиваться до уровня Deinococcus radiodurans, независимо от устойчивости к высыханию. По мере того, как воздействие радиации и экспериментальная эволюция продолжаются, собирается все больше данных о том, как вызвать радиоустойчивость у бактерий. В заключении добавлю, что это может стать ценным набором мутаций для создания радиорезистентных пробиотиков, помогающих, например, пациентам, получающим лучевую терапию, или астронавтам, подвергшимся воздействию космического излучения.