细菌一旦进入太空,就会使用奇特的方法来发展抗药性

一项新研究发现,细菌在太空中会表现出一些引人注目的防御形态,以防范致命的抗生素的危害。这让我们对这些微生物在地球的轨道之外如何生存甚至繁衍生息有了新的认识。

我们已经知道,细菌在太空中的行为和在地球上是不同的,如果我们想让我们的宇航员在长途太空旅行中保持安全,并且保护我们所要前往的行星,那么理解细菌这些行为的发生方式和原因是至关重要的。

在科罗拉多大学博尔德分校的研究人员计划进行的一项实验中,大肠杆菌(Escherichia coli)的培养菌将被喷洒在硫酸庆大霉素中,这种细菌对于大肠杆菌是致命的。但如果是在太空中,这就是一个完全不同的故事了。

其中一名研究人员Luis Zea表示:“我们知道细菌在太空中的行为不同。在太空中,只有更高浓度的抗生素才能杀死它们。我们对实验中细菌外表的变化进行了系统的分析,得到了一个新发现。”

太空中的细菌(右)产生了额外的囊泡。图片来源:加州大学

那么细菌到了太空,究竟发生了什么变化?与地球上的细菌对照组相比,太空上的细菌在被暴露于硫酸庆大霉素时,大肠杆菌的细胞数量增加了13倍,细胞体积减少了73%。

研究人员表示,由于国际空间站缺乏重力,太空中的细菌与药物相互作用的表面积变得更小。

更重要的是,细菌会通过增厚细胞壁和外膜来增加额外的护盾,并生长成块,这样外层细胞的外壳就可以保护内部的细胞免受暴露。

科学家还发现了一种叫做膜泡的微型胶囊,作为的细菌细胞引发感染的信使。

Zea表示:“细胞膜厚度和外膜囊泡的增加,可能表明了太空飞行中的细菌样本中被激活的耐药机制。”

“这个实验和其它类似的实验,让我们有机会更好地了解细菌,以及它们是如何在地球上对抗生素产生抗药性的。”

NASA宇航员Rick Mastracchio在国际空间站监督实验。图片来源:美国国家航空航天局

正如Zea所指出的,除了帮助我们更好地理解正常的细菌抵抗性以外,如果这些超量的细菌能够以某种方式回到地球上,那么对国际空间站的实验将会很有帮助——只是你不要在今晚睡觉的时候想它想的睡不着。

研究人员还有很多研究要做,但这些都是找出缺乏重力和大气对细菌影响的重要线索。

宇航员已经不得不处理在太空中快速生长的生物膜,如果有人在火星任务中被感染,我们需要知道如何处理它。从积极的一面来看,这些顽强的微生物也能给我们提供一些关于在遥远行星上启动生命的想法。

现在还不清楚为什么有些细菌更喜欢在太空中,为什么与其它细菌相比能更好地保护自己,但我们正越来越接近最终的真相,而接下来也会有更多类似的实验。

“太空的低引力为开发新技术、新产品和过程提供了一个独特的测试平台,不仅可以造福于宇航员,也可以造福于地球上的人类,”来自科罗拉多大学的团队成员Louis Stodieck说道。

这些发现已发表在《微生物学前沿》。

蝌蚪五线谱编译sciencealert,译者李彤馨,转载须授权