O fermento de padaria (Saccharomyces cerevisiae) é mais conhecido por seu papel na panificação, na produção de cerveja e na biotecnologia moderna. No entanto, este microrganismo cotidiano pode também oferecer insights sobre uma questão muito maior: como a vida poderia suportar as condições extremas encontradas além da Terra.
Pesquisadores do Departamento de Bioquímica (BC) do Instituto Indiano de Ciência (IISc), trabalhando com colaboradores do Laboratório de Pesquisa Física (PRL) em Ahmedabad, descobriram que levedura pode sobreviver a estresses ambientais semelhantes aos encontrados em Marte. As descobertas sugerem que até formas de vida simples podem ser mais resilientes a condições extraterrestres do que se pensava anteriormente.
Simulando Marte com Ondas de Choque e Solo Tóxico
Para testar a sobrevivência das leveduras, a equipe de pesquisa expôs células vivas a estresses físicos e químicos intensos. Os experimentos incluíram exposição a potentes ondas de choque comparáveis às criadas por impactos de meteoritos em Marte, além de sais de perclorato, que são compostos tóxicos conhecidos por existirem no solo marciano.
As ondas de choque foram geradas usando um Tubo de Choque de Alta Intensidade para Astroquímica (HISTA) localizado no laboratório de Bhalamurugan Sivaraman no PRL. Essas ondas atingiram velocidades de até Mach 5.6. Além disso, as células de levedura foram tratadas com 100 mM de perclorato de sódio, isoladamente ou em combinação com a exposição a ondas de choque.
Superando Desafios Experimentais
A configuração dos experimentos apresentou grandes dificuldades técnicas. Segundo os pesquisadores, expor células de levedura vivas a ondas de choque nessa intensidade nunca havia sido feito antes.
“Um dos maiores obstáculos foi configurar o tubo HISTA para expor células de levedura vivas a ondas de choque – algo que não havia sido tentado antes – e depois recuperar as leveduras com contaminação mínima para os experimentos posteriores”, explica a autora principal Riya Dhage, assistente de projeto no laboratório de Purusharth I Rajyaguru, Professor Associado em BC.
Como a Levedura 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 seu crescimento tenha diminuído, as taxas de sobrevivência permaneceram altas.
Os pesquisadores acreditam que essa resiliência se origina da capacidade da levedura de formar condensados de ribonucleoproteínas (RNP). Essas são pequenas estruturas sem membranas que ajudam as células a proteger e reorganizar o mRNA em situações de estresse. A exposição a ondas de choque fez com que as células de levedura formassem dois tipos de condensados de RNP conhecidos como grânulos de estresse e corpos P. Quando expostas apenas aos sais de perclorato, as células formaram corpos P. Cepas de levedura que não tinham a capacidade de criar essas estruturas eram muito menos propensas a sobreviver.
Biomarcadores para a Vida em Condições Extraterrestres
As descobertas sugerem que os condensados de RNP poderiam servir como biomarcadores, ou indicadores biológicos, de estresse celular em ambientes extraterrestres. Isso fornece aos cientistas uma ferramenta potencial para identificar como a vida responde a condições extremas além da Terra.
“O que torna este trabalho único é a integração da física das ondas de choque e da biologia química com a biologia celular molecular para investigar como a vida poderia lidar com esses estressores semelhantes aos de Marte”, diz Dhage.
Implicações para Astrobiologia e Exploração Espacial
O estudo destaca o fermento de padaria como um poderoso organismo modelo para os crescentes esforços de pesquisa em astrobiologia da Índia. Ao examinar como a levedura reorganiza seu RNA e proteínas quando exposta a estresses mecânicos e químicos, os cientistas podem obter insights valiosos sobre como formas de vida podem sobreviver em outros planetas.
Essas percepções também podem ajudar a orientar o desenvolvimento de sistemas biológicos projetados para suportar ambientes extremos no espaço.
“Ficamos surpresos ao observar a levedura sobrevivendo às condições de estresse semelhantes às de Marte que utilizamos em nossos experimentos”, diz Rajyaguru, o autor correspondente do estudo. “Esperamos que este estudo galvanize esforços para levar levedura a bordo em futuras explorações espaciais.”