MOMEDOS

Die drastischen Bedingungen des Weltraums – extreme Temperaturänderungen, Mikrogravitation, Hochvakuum und kosmische Strahlung - stellen eine extreme Herausforderung für jede Form von Leben dar. In den zurückliegenden Dekaden hat die Raumfahrttechnologie den Transport und Aufenthalt von Menschen und Versuchslaboren im Weltraum ermöglicht, um in situ Reaktionen von irdischen Lebensformen auf diese Stress-Faktoren zu untersuchen.

Während zahlreiche Studien deutlich die Möglichkeit eines mikrobiellen Transfers durch den Raum bewiesen haben und folglich die Existenz dieser Lebensformen auf anderen Planeten nicht auszuschließen ist, fehlt immer noch eine explizite Kenntnis der molekularen Mechanismen, die das Überleben und die Anpassung an Weltraum-Bedingungen erlauben.

Ziel

Die von uns vorgeschlagene Studie zielt, unter Verwendung eines integrativen Ansatzes, auf die funktionelle Entschlüsselung der durch Weltraumbedingungen induzierten Mechanismen im Hinblick auf die Überlebensfähigkeit von Mikroorganismen ab. Wir beabsichtigen die molekularen Mechanismen der mikrobiellen Überlebensfähigkeit und DNA/Protein-Schäden von strahlenresistenten Bakterien Deinococcus radiodurans nach Exposition in Weltraumumgebung zu untersuchen.

Dehydrierte Zellen von Deinococcus radiodurans erreichten bereits erfolgreich die außen an dem japanischen Versuchsmodul exponierte Anlage an der Internationalen Raumstation ISS (˜400 km) am 26. Mai 2015, wo sie für 1, 2 und 3 Jahre im Rahmen der Tanpopo ("Löwenzahn") Mission exponiert werden (JAXA). Diese Proben werden von uns untersucht.

Parallel dazu werden wir die Weltraumsimulationsanlagen des DLR (Köln) nutzen und dehydrierte sowie in Suspension befindliche D. radiodurans Kulturen unterschiedlichen Temperatur-, Vacuum- und Mikrogravitationsbedingungen aussetzen.

Dadurch können Umweltfaktoren, die im Weltraum in Kombination auftreten, einzeln und mit unterschiedlichen Versuchszeiten untersucht werden. Bei der Analytik der Proben werden modernste Methoden zum Einsatz kommen, z. B. die vergleichende genomweite molekulare Untersuchung von extra- und intrazellulären Proteinen und Metaboliten.

Erwartete Ergebnisse

In experimentellen Vorarbeiten haben wir bereits die Bodenkontrollprofile von D. radiodurans extra- und intrazellulaeren Proteinen, mRNA-Transkripten und Metaboliten erstellt. Die molekulare Charakteriserung des extrazellulären Milieus von D. radiodurans (sekretiere Proteine/Metabolite) ist ein besonderer Schwerpunkt unserer laufenden Experimenten, um die extrazellulären Veränderungen der Deinococci Zellen nach der Raum-Exposition bei einer niedrigen Erdumlaufbahn zu klären.

Die Untersuchungen sind essenziell, um das Überleben und die Anpassungsstrategien der Extremophilen an harte Weltraumbedingungen zu verstehen. Die molekulare Charakterisierung der Überlebensfähigkeit von D. radiodurans bei niedriger Erdumlaufbahn wird unser Verständnis von Leben im Weltraum fördern.

Projektleitung

Universität Wien

Universität Wien
Dr. Tetyana Milojevic
Althanstraße 14, UZA II,
Ebene 5, Lift A,
A-1090 Wien