fermento de padeiro (Saccharomyces cerevisiae) é mais conhecido por seu papel na panificação, fabricação de cerveja e na biotecnologia moderna. No entanto, estes microrganismos quotidianos podem oferecer uma visão sobre uma questão mais ampla: como a vida pode resistir às condições extremas encontradas fora da Terra.
Pesquisadores do Departamento de Bioquímica (BC) do Instituto Indiano de Ciência (IISc), trabalhando com colaboradores do Laboratório de Pesquisa Física (PRL), Ahmedabad, descobriram que a levedura pode sobreviver a estresses ambientais semelhantes aos de Marte. As suas descobertas indicam que mesmo formas de vida simples podem ser mais resistentes às condições extraterrestres do que se supunha anteriormente.
Simulação de Marte com ondas de choque e solo tóxico
Para testar a sobrevivência da levedura, a equipe de pesquisa submeteu as células vivas a severo estresse físico e químico. Os testes envolveram a exposição a poderosas ondas de choque causadas por impactos de meteoritos em Marte, bem como a sais de perclorato, que são compostos tóxicos comparáveis aos encontrados no solo marciano.
As ondas de choque foram geradas usando o Tubo de Choque de Alta Intensidade para Astroquímica (HISTA) localizado no laboratório de Valmurugan Sivaraman na PRL. Essas ondas atingem velocidades de até Mach 5,6. Além disso, as células de levedura foram tratadas com perclorato de sódio 100 mM, isoladamente ou combinado com exposição a ondas de choque.
Superando desafios experimentais
Houve grandes dificuldades técnicas durante a montagem dos experimentos. Segundo os pesquisadores, a exposição de células vivas de levedura a ondas de choque nesta intensidade nunca foi feita antes.
“O maior obstáculo foi expor células vivas de levedura a ondas de choque através da implantação de tubos HISTA – algo que não havia sido tentado antes – e depois recuperar a levedura com contaminação mínima para experimentos posteriores”, explicou a autora principal Rhea Dhage, assistente do projeto no laboratório de Purushartha I. Rajyaguru, professor associado do B.C.
Como o fermento sobreviveu ao estresse extremo
Apesar das condições adversas, as células de levedura permaneceram vivas após a exposição a ondas de choque, sais de perclorato e até mesmo a ambos os estressores combinados. Embora o seu crescimento tenha abrandado, as taxas de sobrevivência permanecem elevadas.
Os pesquisadores acreditam que essa resiliência vem da capacidade da levedura de sintetizar ribonucleoproteína (RNP). Estas são pequenas estruturas sem membranas que ajudam as células a proteger e reprogramar o mRNA durante o estresse. A exposição às ondas de choque faz com que as células de levedura produzam dois tipos de condensados RNP conhecidos como grânulos de estresse e corpos P. Quando expostas apenas aos sais de perclorato, as células produzem corpos P. As cepas de levedura sem capacidade de formar essas estruturas tinham muito menos probabilidade de sobreviver.
Biomarcadores para a vida sob condições estranhas
Os resultados sugerem que os condensados RNP podem servir como biomarcadores ou indicadores biológicos de estresse celular no ambiente extracelular. Isto fornece aos cientistas uma ferramenta potencial para identificar como a vida responde a condições extremas fora da Terra.
“O que torna este trabalho único é a integração da biologia celular molecular com a física das ondas de choque e a biologia química para compreender como a vida pode lidar com tais pressões em Marte”, disse Dhage.
Efeitos da astrobiologia e da 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 examinar como a levedura reorganiza o seu ARN e proteínas quando exposta a stress mecânico e químico, os cientistas podem obter informações valiosas sobre como a vida poderá ter-se desenvolvido noutros planetas.
Esses insights podem ajudar a orientar o desenvolvimento de sistemas biológicos projetados para resistir a ambientes extremos no espaço.
“Ficamos surpresos ao ver a levedura sobrevivendo às condições de estresse semelhantes às de Marte que usamos em nossos experimentos”, disse Rajyaguru, autor correspondente do estudo. “Esperamos que esta pesquisa fortaleça os esforços para ter fermento a bordo da futura exploração espacial.”
