一项世界首创的研究证明，对人类健康至关重要的微生物能够在太空发射的极端力量下存活。该研究已发表在《npj Microgravity》期刊上。
各大航天机构计划在几十年内将宇航员送往火星，但如果重要的细菌在飞行过程中死亡，维持红色星球上的生命将变得更加困难。
现在，一项由澳大利亚主导的研究发现，对人体健康至关重要的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)的孢子能够承受快速加速、短期微重力和快速减速。
这些细菌孢子被发射到60多公里高的天空，然后在火箭返回地球后进行研究，这被认为是实验室外真实条件下同类研究的首次尝试。
RMIT大学杰出教授、研究合著者埃琳娜·伊万诺娃(Elena Ivanova)表示，这些发现增进了我们对生物体如何应对太空独特环境的整体理解。
"我们的研究表明，一种对人类健康重要的细菌能够承受快速的重力变化、加速和减速，"伊万诺娃说。
"这拓宽了我们对长期太空飞行对生活在我们体内并保持我们健康的微生物影响的理解。
"这意味着我们可以为宇航员设计更好的生命支持系统，使他们在长期任务中保持健康。
"研究人员和制药公司也可以利用这些数据在微重力环境下进行创新的生命科学实验。"
尽管自20世纪70年代以来，人类已经在空间站上短期生活，但像枯草芽孢杆菌这样的细菌对于维持数十年的健康人类生命至关重要，而这将是未来火星殖民地所需要的。枯草芽孢杆菌有助于支持免疫系统、肠道健康和血液循环。
在这项研究中，研究人员将孢子通过探空火箭发射到太空边缘，使其在短时间内经历多种极端条件，包括快速加速、减速和极低重力。
尽管枯草芽孢杆菌比其他微生物更坚韧，但测试这种菌株为研究其他更脆弱的生物体设定了基准。
在发射过程中，火箭在第二级燃烧阶段经历了约13 g的最大加速度——相当于地球重力的13倍。
在达到约60公里的高度后，主发动机关闭，开始了一段称为微重力的失重期，持续超过六分钟。
在重新进入地球大气层时，有效载荷经历了极端的减速，受力高达30 g，同时每秒旋转约220次。
飞行后，孢子的生长能力和结构均未发生变化，表明对人类健康至关重要的微生物能够完成这段旅程。
RMIT空间科学专家、副教授盖尔·艾尔斯(Gail Iles)表示，了解微生物如何在太空中生存对太空旅行的未来至关重要。
"这项研究增强了我们对生命如何在恶劣条件下生存的理解，为未来的火星及更远任务提供了宝贵的见解，"她说。
"通过确保这些微生物能够承受高加速度、近失重和快速减速，我们可以更好地支持宇航员的健康，并开发可持续的生命支持系统。"
对地球生命的益处
了解微生物生存的极限可能会在生物技术方面带来创新，其中微生物被用于地球上的极端环境。
"这项研究的潜在应用远远超出了太空探索，"伊万诺娃说。
"它们包括开发新的抗菌治疗和增强我们对抗抗生素耐药细菌的能力。
"我们距离实现这些目标还有一段距离，但现在我们有了指导未来研究的基线。"
艾尔斯表示，这些发现增加了我们对生物体如何应对太空独特环境的整体理解。
"微生物在维持人类健康和环境可持续性方面发挥着重要作用，因此它们是任何长期太空任务的关键因素，"她说。
"对微生物在恶劣环境中韧性的更广泛了解，也可能为发现其他星球上的生命开辟新的可能性。
"它可以指导开发更有效的生命探测任务，帮助我们识别和研究可能在以前被认为无法居住的环境中茁壮成长的微生物生命形式。"
航天产业合作
RMIT与航天科技公司ResearchSat和药物输送公司Numedico Technologies合作进行了这项研究，涉及将细菌从墨尔本运送到瑞典。
发射由瑞典航天公司(Swedish Space Corporation)主办，并采用了由ResearchSat和RMIT开发的定制3D打印微管支架。
样本在RMIT显微镜与微分析设施中准备并随后进行分析，该设施配备了最先进的电子显微镜、表面分析和微分析仪器。
目前，研究团队正在寻求进一步的资金，以进一步促进在微重力环境下进行生命科学研究，这可能会改善药物输送、发现和化学研究。
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