fermento de padeiro (Saccharomyces cerevisiae) é conhecida por seu papel na panificação, fabricação de cerveja e na biotecnologia moderna. No entanto, este micróbio quotidiano também pode fornecer informações sobre uma questão mais ampla: como a vida tolera condições extremas fora da Terra.
Pesquisadores do Departamento de Bioquímica (BC) do Instituto Indiano de Ciência (IISc), em colaboração com colaboradores do Laboratório de Pesquisa Física (PRL), Ahmedabad, descobriram que a levedura pode sobreviver ao estresse ambiental semelhante ao de Marte. As suas descobertas sugerem que mesmo formas de vida simples podem estar melhor adaptadas a condições estranhas do que se supunha anteriormente.
Simulando Marte com ondas de choque e solo tóxico
Para testar a sobrevivência da levedura, a equipe submeteu as células vivas a intenso estresse físico e químico. As experiências incluíram a exposição a poderosas ondas de choque produzidas por impactos de meteoritos em Marte, bem como ao perclorato, um composto tóxico conhecido por estar presente no solo marciano.
As ondas de choque foram geradas usando o Tubo de Choque Astroquímico de Alta Intensidade (HISTA) localizado no Laboratório Sivaraman de PRL Bhalamurugan. As velocidades dessas ondas chegam a Mach 5,6. Além disso, as células de levedura foram tratadas com perclorato de sódio 100 mM sozinho ou em combinação com tratamento por ondas de choque.
Supere desafios experimentais
A montagem do experimento apresentou dificuldades técnicas significativas. Os pesquisadores dizem que nunca antes células vivas de levedura foram expostas a ondas de choque de tamanha intensidade.
“Um dos maiores obstáculos foi configurar o tubo HISTA para expor células de levedura vivas a ondas de choque – algo que nunca havia sido tentado antes – e depois recuperar a levedura para experimentos posteriores com contaminação mínima”, explica o autor principal Riya Dhage, associado do projeto no laboratório de Puruharth I Rajyaguru, professor associado em BC.
Como o fermento sobrevive à pressão extrema
Apesar das condições adversas, as células de levedura sobreviveram após a exposição a ondas de choque, perclorato e até mesmo uma combinação de ambos os estressores. Embora o seu crescimento diminua, as taxas de sobrevivência permanecem elevadas.
Os pesquisadores acreditam que essa flexibilidade vem da capacidade da levedura de formar condensados de ribonucleoproteína (RNP). Estas são estruturas minúsculas sem membranas que ajudam as células a proteger e reorganizar o mRNA sob estresse. A exposição às ondas de choque faz com que as células de levedura formem dois tipos de condensados RNP chamados grânulos de estresse e corpos P. Quando expostas apenas ao perclorato, as células formaram corpos P. As cepas de levedura que não possuem a capacidade de produzir essas estruturas têm muito menos probabilidade de sobreviver.
Biomarcadores de vida em condições extraterrestres
As descobertas sugerem que os condensados RNP poderiam servir como biomarcadores ou bioindicadores de estresse celular em ambientes extraterrestres. Isto fornece aos cientistas uma ferramenta potencial para determinar como a vida lida com condições extremas fora da Terra.
“O que é único neste trabalho é que ele combina a física das ondas de choque e a biologia química com a biologia celular molecular para explorar como a vida responde a este estressor semelhante ao de Marte”, disse Dagg.
Impacto na astrobiologia e na exploração espacial
O estudo destaca o fermento de padeiro como um poderoso organismo modelo para os crescentes esforços de pesquisa em astrobiologia da Índia. Ao estudar como a levedura reorganiza o seu ARN e proteínas quando submetida a stress mecânico e químico, os cientistas podem obter informações sobre como as formas de vida podem sobreviver noutros planetas.
Esses insights também podem ajudar a orientar o desenvolvimento de sistemas biológicos projetados para resistir aos ambientes extremos do espaço.
“Ficamos surpresos ao descobrir que a levedura foi capaz de sobreviver às condições de estresse semelhantes às de Marte, usadas em nossos experimentos”, disse Rajyaguru, autor correspondente do estudo. “Esperamos que este estudo inspire o uso de levedura na futura exploração espacial.”
