Новая технология поиска жизни на Марсе и других планетах

Леонид Гляделов

Новости науки:
Исследователи впервые демонстрируют потенциал существующих технологий для непосредственного обнаружения и характеристики жизни на Марсе и других планетах. В исследовании, опубликованном в «Frontiers in Microbiology», использовались миниатюрные научные инструменты и новые микробиологические методы для выявления и изучения микроорганизмов в Канадском Артическом архипилаге - одном из ближайших аналогов Марса на Земле. Избегая задержек, связанных с возвратом образцов в лабораторию для анализа, методология также может быть использована на Земле для обнаружения и выявления патогенов во время эпидемий в отдаленных районах.

Подробнее:

«Поиск жизни - это основное направление исследования планет, но с 70-х годов в миссии Викингов на Марс не было устройств обнаружения жизни, - объясняет д-р Жаклин Гоордиал, один из авторов исследования. «Мы хотели показать доказательство того, что жизнь микроорганизмов может быть непосредственно обнаружена и идентифицирована с использованием очень портативных, маломощных и малоэнергетических инструментов».

В настоящее время большинство инструментов астробиологических миссий ищут пригодные для жизни условия, небольшие органические молекулы и другие «биосигналы», которые вообще не могут быть сформированы без жизни. Однако они дают лишь косвенные доказательства жизни. Кроме того, текущие инструменты относительно большие и тяжелые с высокими потребностями в энергии. Это делает их непригодными для полётов на Европу и Энцелад Юпитера, Сатурн, которые вместе с Марсом являются основными целями в поисках жизни в нашей Солнечной системе.

Доктор Гордиаль, вместе с профессором Лайлом Уайтом и другими учеными из Университета Макгилла в Канаде, использовали другой подход: использование нескольких миниатюрных инструментов для непосредственного обнаружения и анализа жизни. Используя существующие недорогие и маломощные технологии по-новому, команда создала модульную «платформу обнаружения жизни», способную культивировать микроорганизмы из образцов почвы, оценивать микробную активность и ДНК последовательности и РНК.

Чтобы обнаружить и охарактеризовать жизнь на Марсе, Европе и Энцеладе, платформа должна работать в средах с экстремальными холодными температурами. Поэтому команда проверила его на удаленном участке в близком аналоге на Земле: полярном регионе.

«Марс - очень холодная и сухая планета, с вечной мерзлотой, которая очень похожа на то, что мы находим в Канадской Арктике», - говорит д-р Гордиаль. «По этой причине мы выбрали участок около 900 км от Северного полюса в качестве аналога Марса, чтобы взять образцы и проверить наши методы».

Используя портативное миниатюрное устройство для секвенирования ДНК (Oxford Nanopore MiniON), исследователи впервые показывают, что инструмент может использоваться не только для изучения образцов окружающей среды в экстремальных и удаленных районах, но что он может быть объединен с другой методологией для обнаружения активной микробной жизни. Исследователи смогли выделить экстремофильные микроорганизмы, которые ранее не были культивированы, обнаруживали микробную активность и ДНК последовательности из активных микробов.

«Успешное обнаружение нуклеиновых кислот в марсианских образцах вечной мерзлоты обеспечит однозначные доказательства жизни в другом мире», - говорит профессор Уайт.

«Однако присутствие ДНК в одиночку не говорит вам о состоянии организма, он может быть бездействующим или мертвым», - добавляет д-р Гордиаль. «Используя секвенсор ДНК с другой методологией на нашей платформе, мы смогли сначала найти активную жизнь, а затем идентифицировать ее и проанализировать ее геномный потенциал, то есть типы функциональных генов, которые у нее есть».

Команда показала, что такая платформа теоретически может использоваться для обнаружения жизни на других планетах, но она еще не готова к космической миссии. «Люди должны были провести большую часть экспериментов в этом исследовании, в то время как миссии по обнаружению жизни на других планетах должны быть роботизированы», - говорит д-р Гордиаль. «Секвенсор ДНК также нуждается в более высокой точности и долговечности, чтобы выдерживать длительные временные рамки, необходимые для планетарных миссий».

Тем не менее, д-р Гордиал и команда надеются, что это исследование послужит отправной точкой для будущего развития средств обнаружения жизни.

В то же время платформа имеет потенциальное применение здесь, на Земле. «Типы анализов, проводимых нашей платформой, обычно проводятся в лаборатории после отправки образцов. Мы показываем, что исследования микробной экологии теперь можно проводить в режиме реального времени непосредственно на месте, в том числе в экстремальных средах, таких как Арктика и Антарктика», - говорит д-р Гордиаль.

Это может быть полезно в отдаленных и трудно доступных областях, в тех случаях, когда доставка образцов в лабораторию может изменить их состав, а также для получения информации в реальном времени - например , как обнаружение и идентификация патогенных микроорганизмов во время эпидемий в отдаленных районах, или когда условия быстро меняются.

И однажды она действительно может дать убедительные доказательства жизни за пределами Земли. «Считается, что у некоторых планетарных тел есть условия для обитания живых организмов, это захватывающее время для астробиологии, - говорит доктор Гордиаль.


Похожие статьи