دينوكوكوس راديودورانس

📅 آخر تحديث: ١ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ١ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 2 صور
الموسوعة الحرة

بكتيريا Deinococcus radiodurans هي بكتيريا ، من الكائنات المحبة للظروف القاسية ، وتُعدّ من أكثر الكائنات الحية مقاومةً للإشعاع . فهي قادرة على البقاء في البرد والجفاف والفراغ والحموضة ،ولذلك تُعرف باسم الكائنات المحبة للظروف القاسية المتعددة .وقد أدرجتها موسوعة غينيس للأرقام القياسية في يناير 1998 [ 1 ] كأكثر بكتيريا مقاومة للإشعاع في العالم، وأكثر أشكال الحياة مقاومةً للإشعاع . [ 2 ]

تُعرف العديد من البكتيريا ذات المقاومة الإشعاعية المماثلة، بما في ذلك بعض أنواع جنس Chroococcidiopsis (شعبة البكتيريا الزرقاء ) وبعض أنواع Rubrobacter (شعبة الأكتينوميسيتوتا )؛ ومن بين العتائق ، يُظهر نوع Thermococcus gammatolerans مقاومة إشعاعية مماثلة. [ 3 ]

الاسم والتصنيف

يُشتق اسم الجنس Deinococcus من الكلمتين اليونانيتين القديمتين δεινός ( deinós ) بمعنى "رهيب"، و κόκκος ( kókkos ) بمعنى "توت" [ 4 ] . أما النعت النوعي radiodurans فيُشتق من radius و durare ، بمعنى "إشعاع" و"بقاء" على التوالي. كان يُطلق على هذا النوع سابقًا اسم Micrococcus radiodurans . ونظرًا لقدرته على التحمل، لُقّب بـ"بكتيريا كونان"، نسبةً إلى كونان البربري . [ 5 ]

في البداية، تم تصنيفها ضمن جنس المكورات الدقيقة . بعد تقييم تسلسلات الحمض النووي الريبوزي الريبوسومي وأدلة أخرى، تم تصنيفها ضمن جنسها الخاص، وهو جنس دينوكوكس ، الذي يرتبط ارتباطًا وثيقًا بجنس ثيرموس . [ 6 ]

يُعدّ جنس Deinococcus أحد ثلاثة أجناس تنتمي إلى رتبة Deinococcales . ويُعتبر D.  radiodurans النوع النمطي لهذا الجنس، وهو العضو الأكثر دراسةً فيه. جميع الأنواع المعروفة من هذا الجنس مقاومة للإشعاع: D.  proteolyticus ، وD. radiopugnans ، وD. radiophilus ، وD. grandis ، وD. indicus ، و D. frigens ، و D. saxicola ، و D. marmoris ، و D. deserti ، و D. geothermalis ، و D. murrayi ؛ والنوعان الأخيران محبان للحرارة أيضًا . 

تاريخ

اكتُشفت بكتيريا D. radiodurans عام 1956 على يد آرثر أندرسون في محطة التجارب الزراعية في كورفاليس، بولاية أوريغون . [ 8 ] أُجريت تجارب لتحديد إمكانية تعقيم الأطعمة المعلبة باستخدام جرعات عالية من أشعة غاما . عُرِّضت علبة لحم لجرعة إشعاعية كان يُعتقد أنها تقضي على جميع أشكال الحياة المعروفة، لكن اللحم فسد لاحقًا، وتم عزل بكتيريا D.  radiodurans . [ 1 ]

نُشر التسلسل الكامل للحمض النووي لبكتيريا D.  radiodurans عام 1999 من قِبل معهد أبحاث الجينوم . ونُشرت دراسة تفصيلية وتحليلية للجينوم عام 2001. يتكون الجينوم من أربعة أجزاء: كروموسومان بحجم 2.65  ميجا قاعدة و412  كيلو قاعدة، وبلازميد ضخم بحجم 177  كيلو قاعدة، وبلازميد عادي الحجم بحجم 46  كيلو قاعدة. وكانت السلالة التي تم تسلسلها هي ATCC BAA-816. [ 6 ]

في أغسطس/آب 2020، أفاد علماء بأن بكتيريا من الأرض، وتحديدًا بكتيريا "دينوكوكوس راديودورانس "، استطاعت البقاء على قيد الحياة لمدة ثلاث سنوات في الفضاء الخارجي ، وذلك استنادًا إلى دراسات أُجريت على متن محطة الفضاء الدولية . تدعم هذه النتائج فكرة التبذر الكوني ، وهي فرضية مفادها أن الحياة موجودة في جميع أنحاء الكون ، موزعة بطرق مختلفة، بما في ذلك غبار الفضاء ، والنيازك ، والكويكبات ، والمذنبات ، والكواكب الصغيرة ، أو المركبات الفضائية الملوثة . [ 9 ] [ 10 ]

وصف

بكتيريا D. radiodurans هي بكتيريا كروية كبيرة نسبيًا، يتراوح قطرها بين 1.5 و 3.5 ميكرومتر . [ 11 ] تلتصق أربع خلايا عادةً ببعضها لتشكل رباعيًا. يسهل استزراع هذه البكتيريا، ولا يبدو أنها تُسبب المرض. [ 6 ] في ظل ظروف نمو مُحكمة، يُمكن الحصول على خلايا ثنائية، ورباعية، وحتى متعددة الأشكال. [ 11 ] المستعمرات ملساء، ومحدبة، ولونها وردي إلى أحمر. تُصبغ الخلايا بصبغة غرام الموجبة ، على الرغم من أن غلافها الخلوي غير عادي ويُشبه جدران خلايا البكتيريا سالبة غرام . [ 12 ] 

لا تُكوّن بكتيريا Deinococcus radiodurans أبواغًا داخلية ، وهي غير متحركة. وهي كائن حيّ إجباريّ التغذية، هوائيّ، كيميائيّ عضويّ، غيريّ التغذية ، أي أنها تستخدم الأكسجين لاستخلاص الطاقة من المركبات العضوية في بيئتها. غالبًا ما توجد في بيئات غنية بالمواد العضوية، مثل مياه الصرف الصحي، واللحوم، والبراز، والتربة، ولكن تم عزلها أيضًا من الأدوات الطبية، وغبار الغرف، والمنسوجات، والأطعمة المجففة. [ 12 ]

وهو مقاوم للغاية للإشعاع المؤين ، والأشعة فوق البنفسجية ، والجفاف ، والعوامل المؤكسدة والمحبة للإلكترونات . [ 13 ]

يمكن استخدام فحوصات تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR) وتقنيات التهجين الموضعي الفلوري (FISH) لاختبار وجود D.  radiodurans في الطبيعة.

يتكون جينومها من كروموسومين دائريين ، أحدهما بطول 2.65  مليون زوج قاعدي والآخر بطول 412,000 زوج قاعدي، بالإضافة إلى بلازميد ضخم بطول 177,000 زوج قاعدي وبلازميد آخر بطول 46,000 زوج قاعدي. وتحتوي على ما يقارب 3,195 جينًا . في طور السكون، تحتوي كل خلية بكتيرية على أربع نسخ من هذا الجينوم؛ أما عند التكاثر السريع، فتحتوي كل بكتيريا على 8-10 نسخ منه.

مقاومة الإشعاع المؤين

تستطيع بكتيريا Deinococcus radiodurans تحمّل جرعة حادة من الإشعاع المؤين مقدارها 5000 غراي (Gy)، أو 500000 راد، دون أي فقدان يُذكر في قدرتها على البقاء، وجرعة حادة مقدارها 12000 غراي مع نسبة بقاء لا تتجاوز 10%. [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] ويُقدّر أن جرعة 5000 غراي تُحدث عشرات من كسور الحمض النووي المزدوجة (DSBs) في الحمض النووي للكائن الحي: وبالنظر إلى المعدل المُقدّر بـ 0.005 كسر/غراي/ميغا بايت، فإن الجينوم البكتيري الذي يبلغ حجمه حوالي 3.2 ميغا بايت كان من المفترض أن يتعرض لـ 80 كسرًا في الحمض النووي المزدوج لو كان أحادي المجموعة الكروموسومية. للمقارنة، فإن الأشعة السينية للصدر أو مهمة أبولو تتضمن حوالي 1 ملي غراي، و5 غراي يمكن أن تقتل إنسانًا، و200-800 غراي ستقتل بكتيريا الإشريكية القولونية ، وأكثر من 4000 غراي ستقتل الدب المائي المقاوم للإشعاع .          

آليات مقاومة الإشعاع المؤين

بنية الحمض النووي

تُحقق بكتيريا دينوكوكس مقاومتها للإشعاع من خلال امتلاكها نسخًا متعددة من جينومها . وقد أظهر تحليل المجهر الإلكتروني الماسح أن الحمض النووي في بكتيريا دينوكوكس  راديودورانس مُنظم في حلقات مُتراصة بإحكام ، مما قد يُسهل إصلاح الحمض النووي. [ 17 ]

إصلاح الحمض النووي

تتمتع بكتيريا Deinococcus radiodurans بخاصية فريدة تمكنها من إصلاح الحمض النووي أحادي السلسلة وثنائي السلسلة . فعندما يظهر تلف في الخلية، تقوم بنقل الحمض النووي التالف إلى بنية حلقية مقسمة حيث يتم إصلاحه، ثم تدمج النيوكليوتيدات من خارج هذه البنية مع الحمض النووي التالف. [ 18 ]

عادةً ما يقوم بكتيريا Deinococcus بإصلاح الكسور في كروموسوماتها في غضون 12-24 ساعة من خلال عملية من خطوتين.

تتمتع بكتيريا Deinococcus radiodurans بقدرة على التحول الجيني، وهي عملية يتم من خلالها امتصاص الحمض النووي (DNA) من خلية ما بواسطة خلية أخرى ودمجه في جينوم الخلية المستقبلة عن طريق إعادة التركيب المتماثل. [ 20 ] قد يكون هذا مفيدًا إذا كان الحمض النووي في خلية واحدة غير كافٍ لإصلاحه إلى كروموسوم كامل. يرتبط التحول الجيني الطبيعي في ظل ظروف الإجهاد في بكتيريا D.  radiodurans بإصلاح تلف الحمض النووي . [ 21 ] عندما تُحدث الأشعة فوق البنفسجية تلفًا في الحمض النووي (مثل ثنائيات البيريميدين) في الحمض النووي المانح، تقوم الخلايا المستقبلة بإصلاح التلف في الحمض النووي المتحول بكفاءة، كما تفعل في الحمض النووي الخلوي، عندما تتعرض الخلايا نفسها للإشعاع.

آليات حماية إضافية

اقترح مايكل دالي أن البكتيريا تستخدم مركبات المنغنيز كمضادات للأكسدة لحماية نفسها من أضرار الإشعاع. [ 22 ] في عام 2007، أظهر فريقه أن المستويات العالية من المنغنيز (II) داخل الخلايا في بكتيريا D.  radiodurans تحمي البروتينات من الأكسدة بفعل الإشعاع، واقترحوا فكرة أن "البروتين، وليس الحمض النووي، هو الهدف الرئيسي للتأثير البيولوجي [للإشعاع المؤين] في البكتيريا الحساسة، وأن المقاومة الشديدة في البكتيريا المتراكمة للمنغنيز تعتمد على حماية البروتين". [ 23 ] في عام 2016، قام ماسيميليانو بيانا وآخرون ... أُجريت دراسة طيفية باستخدام تقنيات الرنين المغناطيسي النووي (NMR) والرنين المغناطيسي الإلكتروني (EPR) وقياس الطيف الكتلي بالترذيذ الأيوني الكهربائي (ESI-MS) لدراسة تفاعل أيونات المنغنيز الثنائي (Mn(II)) مع ببتيدين، هما DP1 (DEHGTAVMLK) وDP2 (THMVLAKGED)، حيث تم اختيار تركيب الأحماض الأمينية فيهما ليشمل غالبية الأحماض الأمينية الأكثر شيوعًا في مستخلص خالٍ من الخلايا لبكتيريا Deinococcus radiodurans، والذي يحتوي على مكونات قادرة على منح مقاومة فائقة للإشعاع المؤين. [ 24 ] وفي عام 2018، نشر كل من م. بيانا و س. تشاسابيس، من خلال نهج مشترك لاستراتيجيات المعلوماتية الحيوية القائمة على البيانات الهيكلية والتعليقات التوضيحية، دراسةً عن البروتينات الرابطة لأيونات المنغنيز الثنائي (Mn(II)) المشفرة بواسطة جينوم بكتيريا DR، واقترحا نموذجًا لتفاعل المنغنيز مع شبكة بروتينات DR المشاركة في الاستجابة لأنواع الأكسجين التفاعلية (ROS) والدفاع عنها. [ 25 ]

في عام ٢٠٠٩، أُفيد بأن أكسيد النيتريك يلعب دورًا هامًا في تعافي البكتيريا من التعرض للإشعاع: إذ يُعد هذا الغاز ضروريًا للانقسام والتكاثر بعد إصلاح تلف الحمض النووي. ووُصف جين يزيد من إنتاج أكسيد النيتريك بعد التعرض للأشعة فوق البنفسجية، وفي غياب هذا الجين، كانت البكتيريا قادرة على إصلاح تلف الحمض النووي، لكنها لم تكن تنمو. [ ٢٦ ]

سيتم وصف بعض الآليات الأخرى (LEA و SDBC) في القسم التالي.

تطور مقاومة الإشعاع المؤين

يبقى السؤال المُلحّ حول بكتيريا D.  radiodurans هو كيف تطورت لديها هذه الدرجة العالية من المقاومة للإشعاع. فمستويات الإشعاع الطبيعي في البيئة منخفضة للغاية، إذ تبلغ في معظم الأماكن حوالي 0.4  ملي غراي سنويًا، وأعلى مستوى معروف للإشعاع الطبيعي، بالقرب من رامسار في إيران، لا يتجاوز 260  ملي غراي سنويًا. ومع انخفاض مستويات الإشعاع الطبيعي إلى هذا الحد، فمن غير المرجح أن تكون الكائنات الحية قد طورت آليات خاصة لدرء آثار الإشعاع العالي. في الماضي الجيولوجي البعيد، وُجدت مستويات أعلى من الإشعاع الطبيعي، وذلك بسبب وجود نظائر مشعة بدائية لم تتحلل بعد، وبسبب تأثيرات عوامل مثل مفاعلات الانشطار النووي الطبيعية في أوكلو بالغابون، والتي كانت نشطة  قبل حوالي 1.7 مليار سنة. ومع ذلك، حتى لو تطورت تكيفات مع هذه الظروف خلال تلك الفترة، فمن شبه المؤكد أن الانحراف الوراثي كان سيقضي عليها لو لم تُقدم أي فائدة تطورية أخرى.

اقترح فريق من العلماء الروس والأمريكيين أن مقاومة بكتيريا "دينوكوكوس  راديودورانس" للإشعاع تعود إلى أصل مريخي . وأشاروا إلى أن تطور هذه الكائنات الدقيقة ربما حدث على سطح المريخ قبل أن تصل إلى الأرض على متن نيزك . [ 27 ] ومع ذلك، وبغض النظر عن مقاومتها للإشعاع، فإن بكتيريا "دينوكوكوس" تشبه إلى حد كبير الكائنات الحية الأرضية الأخرى من الناحية الجينية والكيميائية الحيوية، مما يدحض فرضية أصلها الفضائي الفريد.

اقترحت فاليري ماتيمور من جامعة ولاية لويزيانا أن مقاومة بكتيريا D.  radiodurans للإشعاع هي مجرد أثر جانبي لآلية التعامل مع الجفاف الخلوي المطوّل . ولدعم هذه الفرضية، أجرت تجربة أثبتت فيها أن سلالات D.  radiodurans الطافرة، شديدة الحساسية للتلف الناتج عن الإشعاع المؤين، شديدة الحساسية أيضًا للتلف الناتج عن الجفاف المطوّل، بينما السلالة الأصلية مقاومة لكليهما. كما تبين أن الجفاف يُحدث كسورًا في الحمض النووي المزدوج بأنماط مشابهة لتلك الناتجة عن الإشعاع المؤين الشديد. [ 28 ] بالإضافة إلى إصلاح الحمض النووي، تستخدم D.  radiodurans بروتينات LEA ( بروتينات وفيرة في المراحل المتأخرة من تكوين الجنين ) [ 29 ] للحماية من الجفاف. [ 30 ]

في هذا السياق، يُسهم الغلاف الخلوي المتين لبكتيريا D.  radiodurans ، من خلال مُركّبه البروتيني الرئيسي [ 31 ] ، وهو مُركّب ربط دينوكسانثين الطبقة السطحية (SDBC)، إسهامًا كبيرًا في كلٍّ من الوظائف الفيزيولوجية ومقاومتها الشديدة للإشعاع. [ 32 ] [ 33 ] [ 34 ] في الواقع، يعمل هذا المُركّب البروتيني كدرعٍ واقٍ ضد الإجهاد الكهرومغناطيسي، كما هو الحال عند التعرّض للإشعاع المؤين، كما يُساهم في تثبيت الغلاف الخلوي ضد درجات الحرارة العالية والجفاف المُحتملين. [ 35 ] [ 36 ]

التطبيقات

استخدام بكتيريا Deinococcus radiodurans كنظام نموذجي لدراسة دورة الخلية

أظهرت الدراسات أن بكتيريا Deinococcus radiodurans تتمتع بإمكانات هائلة للاستخدام في مجالات بحثية متنوعة. فلم يقتصر الأمر على تعديلها وراثيًا لتطبيقات المعالجة الحيوية ،  بل اكتُشف أيضًا أنها قادرة على أداء دور محوري في البحوث الطبية الحيوية وتقنية النانو .

تشير المعالجة الحيوية إلى أي عملية تستخدم الكائنات الدقيقة، أو الفطريات، أو النباتات، أو الإنزيمات المشتقة منها، لإعادة البيئة الملوثة إلى حالتها الطبيعية. وتُعاني مساحات شاسعة من التربة والرواسب والمياه الجوفية من التلوث بالنويدات المشعة والمعادن الثقيلة والمذيبات السامة. توجد كائنات دقيقة قادرة على تطهير التربة من المعادن الثقيلة عن طريق تثبيتها، ولكن في حالة النفايات النووية، يُحدّ الإشعاع المؤين من كمية الكائنات الدقيقة المفيدة. من هذا المنطلق، يُمكن استخدام بكتيريا Deinococcus  radiodurans ، نظرًا لخصائصها، في معالجة نفايات الطاقة النووية . وقد خضعت هذه البكتيريا لهندسة وراثية لاستهلاك وهضم المذيبات والمعادن الثقيلة في هذه البيئات المشعة. كما تم استنساخ جين مختزلة الزئبق من بكتيريا Escherichia coli إلى بكتيريا Deinococcus لإزالة سمية بقايا الزئبق الأيونية التي غالبًا ما توجد في النفايات المشعة الناتجة عن تصنيع الأسلحة النووية . [ 37 ] طوّر هؤلاء الباحثون سلالة من بكتيريا دايينوكوكس قادرة على إزالة سمية كل من الزئبق والتولوين في النفايات المشعة المختلطة. علاوة على ذلك، تم إدخال جين يُشفّر فوسفاتاز حمضي غير متخصص من بكتيريا السالمونيلا المعوية ، النمط المصلي التيفي، [ 38 ] وجين الفوسفاتاز القلوي من بكتيريا سفينغوموناس [ 39 ] في سلالات من بكتيريا دايينوكوكس راديودورانس لترسيب اليورانيوم حيويًا في المحاليل الحمضية والقلوية، على التوالي. 

في المجال الطبي الحيوي، يمكن استخدام بكتيريا Deinococcus radiodurans كنموذج لدراسة العمليات المؤدية إلى الشيخوخة والسرطان . ترتبط الأسباب الرئيسية لهذه التغيرات الفسيولوجية بتلف الحمض النووي ( DNA ) والحمض النووي الريبوزي (RNA ) والبروتينات الناتج عن الإجهاد التأكسدي ، وضعف الدفاعات المضادة للأكسدة، وعجز آليات الإصلاح عن التعامل مع الضرر الناجم عن أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS). وبناءً على ذلك، يمكن أن تكون آليات الحماية من التلف التأكسدي وإصلاح الحمض النووي في بكتيريا D. radiodurans نقطة انطلاق في الأبحاث الرامية إلى تطوير إجراءات طبية للوقاية من الشيخوخة والسرطان . [ 40 ] وتركز بعض مسارات البحث على تطبيق أنظمة مضادات الأكسدة في بكتيريا D. radiodurans على الخلايا البشرية لمنع تلف ROS ، ودراسة تطور مقاومة الخلايا السرطانية للإشعاع. [ 41 ]  

وُصِفَ أيضًا تطبيقٌ لتقنية النانو باستخدام بكتيريا D.  radiodurans في تصنيع جسيمات نانوية من الفضة [ 42 ] والذهب [ 43 ] . في حين أن الطرق الكيميائية والفيزيائية لإنتاج هذه الجسيمات النانوية مكلفة وتُنتج كميات هائلة من الملوثات ، فإن العمليات الحيوية تُمثل بديلاً صديقًا للبيئة وأقل تكلفة. تكمن أهمية هذه الجسيمات النانوية في تطبيقاتها الطبية، إذ ثبت أنها تُظهر فعالية ضد البكتيريا الممرضة، وتأثيرات مضادة للتلوث الحيوي ، وسمية للخلايا السرطانية.

علاوة على ذلك، توجد تطبيقات أخرى غير شائعة لبكتيريا Deinococcus radiodurans . فقد استخدم معهد كريج فينتر نظامًا مُستمدًا من آليات إصلاح الحمض النووي السريعة لهذه البكتيريا  لتجميع أجزاء من الحمض النووي الاصطناعي في كروموسومات ، بهدف نهائي يتمثل في إنتاج كائن حي اصطناعي أطلقوا عليه اسم Mycoplasma labatorium . [ 44 ] وفي عام 2003، أثبت علماء أمريكيون إمكانية استخدام بكتيريا D.  radiodurans كوسيلة لتخزين المعلومات التي قد تنجو من كارثة نووية. فقد قاموا بترجمة أغنية " إنها عالم صغير " إلى سلسلة من أجزاء الحمض النووي بطول 150 زوجًا من القواعد ، وأدخلوها في البكتيريا، وتمكنوا من استعادتها دون أخطاء بعد 100 جيل بكتيري. [ 45 ]

أدلة للبحث المستقبلي عن الحياة الميكروبية المحبة للظروف القاسية على سطح المريخ

عند زراعة بكتيريا Deinococcus radiodurans وتعريضها للإشعاعات المؤينة في أوساط سائلة، يمكنها البقاء على قيد الحياة حتى جرعة 25  كيلوجراي. [ 46 ] درس هورن وآخرون (2022) تأثيرات التجفيف والتجميد على قدرة الميكروبات على البقاء في مواجهة الإشعاعات المؤينة، وذلك في إطار دراسات جدوى لإعادة عينات من تربة باطن المريخ لتحليلها ميكروبيًا وتحديد أفضل مواقع الهبوط لبعثة استكشاف روبوتية مستقبلية. [ 47 ] ووجدوا أن الخلايا المجففة والمجمدة قادرة على مقاومة جرعة إشعاعية أعلى بمقدار 5.6 مرة، تصل إلى 140  كيلوجراي. وحسبوا أن هذا قد يتوافق مع فترة بقاء نظرية تبلغ 280 مليون سنة على عمق 10 أمتار (33 قدمًا) تحت سطح المريخ. مع ذلك، يُعدّ هذا النطاق الزمني قصيرًا جدًا بحيث لا يسمح ببقاء الكائنات الدقيقة على عمق يمكن الوصول إليه بواسطة مركبة جوالة مزودة بنظام حفر تحت سطح المريخ، مقارنةً باللحظة التي اختفى فيها الماء السائل من سطح المريخ (منذ 2 إلى 2.5 مليار سنة). ومع ذلك، يطرح هورن وآخرون (2022) فرضية مفادها أن اصطدامات النيازك ربما تكون قد شتّتت تربة المريخ وسخّنت الطبقات تحت السطحية محليًا خلال تاريخ المريخ الجيولوجي، مما أدى إلى تسخين البيئة المحلية بشكل متقطع من حين لآخر، وإذابة الجليد المتجمد، وربما منح فرصة لكائن حي متطرف افتراضي بعيد على سطح المريخ، يشبه قريبه الأرضي Deinococcus radiodurans، للنمو مجددًا لفترة وجيزة قبل أن يتجمد بسرعة ويدخل في حالة سكون لملايين السنين. لذا، من أجل إعادة عينات من التربة تحت السطحية من المريخ لإجراء توصيف ميكروبي لها، ضمن مهمة "ناجحة" محتملة مثل مركبة روزاليند فرانكلين الأوروبية ، سيكون من الضروري استهداف فوهة نيزكية حديثة نسبياً لزيادة فرص اكتشاف الكائنات الدقيقة المحبة للظروف القاسية الكامنة التي تعيش في بيئة باطن المريخ الجافة والمتجمدة، والمحمية نسبياً من الإشعاعات المؤينة القاتلة. [ 46 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ١ ٢ "أكثر الكائنات الحية مقاومة للإشعاع" . موسوعة غينيس للأرقام القياسية . مؤرشف من الأصل في ٢٣ يونيو ٢٠١٥. تستطيع بكتيريا "دينوكوكوس راديودورانس" الحمراء مقاومة ١.٥ مليون راد من أشعة غاما، أي ما يعادل ٣٠٠٠ ضعف الجرعة القاتلة للإنسان. عُزلت هذه البكتيريا لأول مرة من علب لحوم عُرضت لجرعات إشعاعية يُفترض أنها مُعقِّمة، في نطاق الميغاراد.
  2. ↑ ديويردت، سارة إي. (5 يوليو 2002). "أقوى بكتيريا في العالم" . شبكة أخبار الجينوم . مركز تطوير علم الجينوم . مؤرشف من الأصل في 6 مايو 2003. تم إدراج بكتيريا Deinococcus radiodurans في موسوعة غينيس للأرقام القياسية باعتبارها "أقوى بكتيريا في العالم".
  3. ١ ٢ كوكس ، مايكل م؛ جون ر. باتيستا (نوفمبر ٢٠٠٥). " دينوكوكوس راديودورانس - الناجي المثالي" (ملف PDF) . مراجعات الطبيعة. علم الأحياء الدقيقة . ٣ (١١): ٨٨٢-٨٩٢ . doi : 10.1038/nrmicro1264 . PMID 16261171. S2CID 20680425. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في ٢٠١١-١٠-٠٨ . تم الاسترجاع في ٢٠٠٨-٠٢-٠١ .  
  4. ↑ Deinococcus في قائمة أسماء بدائيات النوى المعتمدة في التسمية ( LPSN ) ؛ بارتي، أيدان سي.؛ ساردا كارباس، جواكيم؛ ماير-كولثوف، يان بي.؛ رايمر، لورنز سي.؛ جوكر، ماركوس (1 نوفمبر 2020). "قائمة أسماء بدائيات النوى المعتمدة في التسمية (LPSN) تنتقل إلى DSMZ" . المجلة الدولية لعلم الأحياء الدقيقة المنهجي والتطوري . 70 (11): 5607-5612 . doi : 10.1099/ijsem.0.004332 .
  5. ↑ هيوج، باتريك (يوليو-أغسطس 1998). "كونان البكتيريا" (ملف PDF) . العلوم . 38 (4): 16-19 . doi : 10.1002/j.2326-1951.1998.tb03393.x . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 27-09-2011 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 14-10-2009 .
  6. 1 2 3 ماكاروفا، ك.س.؛ ل. أرافيند؛ ي.إ. وولف؛ ر.ل. تاتوسوف؛ ك.و. مينتون؛ إ.ف. كونين؛ م.ج. دالي (مارس 2001). "جينوم بكتيريا دايينوكوكس راديودورانس شديدة المقاومة للإشعاع من منظور علم الجينوم المقارن" . مراجعات علم الأحياء الدقيقة والبيولوجيا الجزيئية . 65 (1): 44-79 . doi : 10.1128/MMBR.65.1.44-79.2001 . PMC 99018. PMID 11238985 .  
  7. ^ دي جروت أ، شابون الخامس، خادم ف، كريستين آر، ساوكس إم إف، سومر إس، هيولين تي (نوفمبر 2005). " Deinococcus deserti sp. nov.، بكتيريا تتحمل أشعة غاما معزولة من الصحراء الكبرى" . إنت J سيست إيفول ميكروبيول . 55 (الجزء 6): 2441-2446 . دوى : 10.1099/ijs.0.63717-0 . بميد 16280508 . 
  8. ↑ أندرسون، أ. و.؛ هـ. س. نوردان؛ ر. ف. كاين؛ ج. باريش؛ د. دوجان (1956). "دراسات على ميكروكوكس مقاوم للإشعاع. 1. العزل، والشكل، والخصائص المزرعية، ومقاومة أشعة جاما". تكنولوجيا الغذاء . 10 (1): 575-577 .
  9. ↑
  10. ↑ ستريكلاند، آشلي (26 أغسطس 2020). "بكتيريا من الأرض قادرة على البقاء في الفضاء، ويمكنها تحمل رحلة إلى المريخ، وفقًا لدراسة جديدة" . سي إن إن نيوز . تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 أغسطس 2020 .
  11. 1 2 جينا، سيدهارتا س.؛ جوشي، هيرين م. صباريش، KPV؛ تاتا، بي في آر؛ راو، تيسي (2006). "ديناميكيات Deinococcus radiodurans في ظل ظروف النمو الخاضعة للرقابة" . مجلة البيوفيزيائية . 91 (7): 2699– 2707. بيب كود : 2006BpJ....91.2699J . دوى : 10.1529/biophysj.106.086520 . بمك 1562370 . بميد 16829564 .  
  12. 1 2 باتيستا، جيه آر (1997). "ضد كل الصعاب: استراتيجيات بقاء بكتيريا دايينوكوكس راديودورانس" (ملف PDF) . المراجعة السنوية لعلم الأحياء الدقيقة . 51 : 203-224 . doi : 10.1146/annurev.micro.51.1.203 . PMID 9343349. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 2011-11-05 . تم الاسترجاع بتاريخ 2008-02-01 . 
  13. 1 2 سليد، د؛ رادمان، م (2011). "مقاومة الإجهاد التأكسدي في بكتيريا دايينوكوكوس راديودورانس" . مجلة علم الأحياء الدقيقة والبيولوجيا الجزيئية . 75 (1): 133-191 . doi : 10.1128/MMBR.00015-10 . PMC 3063356. PMID 21372322 .  
  14. ↑ موسلي، ب. إي.، وماتينجلي، أ. (1971). "إصلاح الحمض النووي الريبوزي المحول المشعع في النوع البري وطفرة حساسة للإشعاع من ميكروكوكس راديودرانس" . مجلة علم البكتيريا . 105 (3): 976-983 . doi : 10.1128/JB.105.3.976-983.1971 . PMC 248526. PMID 4929286 .  
  15. ↑ موراي، روبرت جي إي (1992). "204: عائلة Deinococcaceae". في: بالوز، ألبرت؛ تروبر، هانز جي؛ دوركين، مارتن؛ هاردر، ويم؛ شلايفر، كارل هاينز (محررون). بدائيات النوى: دليل في بيولوجيا البكتيريا . المجلد 4 ( الطبعة الثانية). نيويورك: سبرينغر-فيرلاغ. الصفحات 3732-3744 . doi : 10.1007/978-1-4757-2191-1_42 . ISBN    978-1-4757-2193-5.
  16. ↑ إيتو هـ، واتانابي هـ، تاكيشيا م، إيزوكا هـ (1983). "عزل وتحديد المكورات المقاومة للإشعاع التابعة لجنس دينوكوكس من حمأة الصرف الصحي وأعلاف الحيوانات" . الكيمياء الزراعية والبيولوجية . 47 (6): 1239-1247 . doi : 10.1271/bbb1961.47.1239 .
  17. ↑ ليفين-زيدمان إس، إنجلاندر جيه، شيموني إي، شارما إيه كيه، مينتون كيه دبليو، مينسكي إيه (2003) . "بنية حلقية الشكل لجينوم دايينوكوكس راديودورانس: مفتاح لمقاومة الإشعاع؟". مجلة ساينس . 299 (5604): 254-256 . Bibcode : 2003Sci...299..254L . doi : 10.1126/science.1077865 . PMID 12522252. S2CID 38378087 .  
  18. ↑ مادجان، مايكل ت.؛ مارتينكو، جون م.؛ دنلاب، بول ف.؛ كلارك، د.ب. (2009). بيولوجيا الكائنات الدقيقة لبروك ( الطبعة الثانية عشرة). سان فرانسيسكو: بنجامين كامينغز بيرسون. ص 481. ISBN   978-0-13-232460-1. OCLC 173163469 . 
  19. 1 2 زهرادكا ك، سليد د، بايلون أ، سومر س، أفربيك د، بيترانوفيتش م، ليندنر أ ب، رادمان م (2006). "إعادة تجميع الكروموسومات المحطمة في بكتيريا دايينوكوكس راديودورانس". مجلة نيتشر . 443 (7111): 569-573 . Bibcode : 2006Natur.443..569Z . doi : 10.1038/nature05160 . PMID 17006450. S2CID 4412830 .  
  20. ↑ موسلي، بي إي؛ سيتلو، جيه كيه (1968). "التحول في بكتيريا المكورات الشعاعية وحساسية الحمض النووي المتحول للأشعة فوق البنفسجية" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 61 (1): 176-183 . رمز Bibcode : 1968PNAS...61..176M . doi : 10.1073/pnas.61.1.176 . PMC 285920. PMID 5303325 .  
  21. ↑ شارما، د.ك.، سوني، إ.، راجبوروهيت، ي.س. (يناير 2025). "النجاة من العاصفة: استكشاف دور التحول الطبيعي في التغذية وإصلاح الحمض النووي لبكتيريا دايينوكوكس راديودورانس المُجهدة" . مجلة علم الأحياء الدقيقة التطبيقية والبيئية . 91 (1) e01371-24: e0137124. Bibcode : 2025ApEnM..91E1371S . doi : 10.1128/aem.01371-24 . PMC 11784314. PMID 39651863 .  
  22. ↑ بيرسون، هيلين (30 سبتمبر 2004). "اقتراح سرّ الحشرات المقاومة للإشعاع" (ملف PDF) . news@nature.com. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 4 يناير 2006. تاريخ الاطلاع: 19 يونيو 2006 .
  23. ↑ دالي، مايكل جيه؛ إيلينا ك. جايداماكوفا؛ فيرا ي. ماتروسوفا؛ ألكسندر فاسيلينكو؛ مين تشاي؛ ريتشارد د. ليبمان؛ باري لاي؛ بروس رافيل؛ شو-مي و. لي؛ كينيث م. كيمنر؛ جيمس ك. فريدريكسون (2007-04-01). "أكسدة البروتين هي المحدد الرئيسي لمقاومة البكتيريا للإشعاع" . مجلة PLOS Biology . 5 (4): e92 EP. doi : 10.1371/journal.pbio.0050092 . PMC 1828145. PMID 17373858 .  
  24. ↑ بيانا م، ميديتشي س، بانغبورن هـ أ، لامكين ت ج، أوستروفسكا م، غومينا-كونتيكا إ، زورودو م أ (2016). "ارتباط المنجنيز بالببتيدات المضادة للأكسدة المشاركة في مقاومة الإشعاع الشديدة في بكتيريا دايينوكوكس راديودورانس" . مجلة الكيمياء الحيوية غير العضوية . 164 : 49-58 . doi : 10.1016/j.jinorgbio.2016.08.012 . PMID 27637368 . 
  25. ↑ بيانا م، تشاسابيس س ت، سيمولا ج، ميديتشي س، زورودو م أ (2018). "نموذج لتفاعل المنغنيز مع شبكة بروتينات بكتيريا دايينوكوكس راديودورانس المشاركة في الاستجابة والدفاع ضد أنواع الأكسجين التفاعلية". مجلة العناصر النزرة في الطب وعلم الأحياء . 50 : 465-473 . Bibcode : 2018JTEMB..50..465P . doi : 10.1016/j.jtemb.2018.02.001 . PMID 29449107. S2CID 46779191 .  
  26. ↑ كريشنا رامانوجان (19 أكتوبر 2009). "بحث يكشف مفتاح أقوى كائن حي في العالم" . Physorg.com .
  27. ↑ بافلوف، أ.ك.، كالينين، ف.ل.، كونستانتينوف، أ.ن.، شيليغيدين، ف.ن.، بافلوف، أ.أ. (2006). "هل سبق أن أصيبت الأرض بكائنات حية مريخية؟ أدلة من البكتيريا المقاومة للإشعاع" (ملف PDF) . علم الأحياء الفلكي . 6 (6): 911-918 . رمز Bibcode : 2006AsBio...6..911P . CiteSeerX 10.1.1.491.6308 . doi : 10.1089/ast.2006.6.911 . PMID 17155889. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 17 ديسمبر 2008. تم الاطلاع عليه بتاريخ 1 فبراير 2008 .  
  28. ↑ ماتيمور، ف.، وباتيستا، ج. ر. (1 فبراير 1996). "مقاومة بكتيريا دايينوكوكس راديودورانس للإشعاع: الوظائف الضرورية للبقاء على قيد الحياة في ظل الإشعاع المؤين ضرورية أيضًا للبقاء على قيد الحياة في ظل الجفاف لفترات طويلة" . مجلة علم البكتيريا . 178 (3): 633-637 . doi : 10.1128/jb.178.3.633-637.1996 . PMC 177705. PMID 8550493 .  
  29. ↑ غويال ك، والتون إل جيه، تونكليف أ (2005). " بروتينات LEA تمنع تكتل البروتينات الناتج عن الإجهاد المائي" . مجلة الكيمياء الحيوية . 388 (الجزء 1): 151-157 . doi : 10.1042/BJ20041931 . PMC 1186703. PMID 15631617 .  
  30. ↑ باتيستا جيه آر، بارك إم جيه، ماكليمور إيه إي (2001). "تعطيل اثنين من البروتينات المتماثلة التي يُفترض أنها تُشارك في تحمل النباتات للجفاف يزيد من حساسية بكتيريا Deinococcus radiodurans R1 للجفاف". علم الأحياء التجميدي . 43 (2): 133-139 . doi : 10.1006/cryo.2001.2357 . PMID 11846468 . 
  31. ↑ فارسي، دومينيكا؛ هانيفيتش، باتريشيا؛ بيانو، داريو (8 نوفمبر 2022). "التنظيم الهيكلي لغلاف خلية بكتيريا دايينوكوكس راديودورانس" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم . 119 (45) e2209111119. Bibcode : 2022PNAS..11909111F . doi : 10.1073/pnas.2209111119 . hdl : 11584/347575 . PMC 9659351. PMID 36322746 .  
  32. ↑ فارسي، دومينيكا؛ هانيفيتش، باتريشيا؛ دي سانكتيس، دانييلي؛ إيسو، لوكا؛ كيريش، سامي؛ فينترهالتر، ماتياس؛ بيانو، داريو (يونيو 2022). "بنية معقد ربط دينوكسانثين في الطبقة السطحية لبكتيريا دينوكوكوس راديودورانس، باستخدام المجهر الإلكتروني فائق البرودة، تُسهم في فهم خصائص تفاعلاتها البيئية" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 298 (6) 102031. doi : 10.1016/j.jbc.2022.102031 . hdl : 11584/341953 . PMC 9189128 . 
  33. ↑ فارسي، دومينيكا؛ غراسا، أندريه ت.؛ إيسو، لوكا؛ دي سانكتيس، دانييلي؛ بيانو، داريو (يناير 2023). "يُظهر مركب SDBC نشاطًا في تثبيط الظروف المؤكسدة ويربط طبقات غلاف الخلية في بكتيريا Deinococcus radiodurans" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 299 (1) 102784. doi : 10.1016/j.jbc.2022.102784 . hdl : 11584/360358 . PMC 9823218 . 
  34. ↑ فارسي، دومينيكا؛ كيريش، سامي؛ بانجيني، سوشيل؛ هانيفيتش، باتريشيا؛ بودرينكو، إيغور ف.؛ سيكاريلي، ماتيو؛ فينترهالتر، ماتياس؛ بيانو، داريو (نوفمبر 2021). "التحليل البنيوي لهيكلية وتحديد الموقع الموضعي لمركب الطبقة السطحية الرئيسي في بكتيريا دايينوكوكوس راديودورانس". مجلة ستراكشر . 29 (11): 1279-1285.e3. doi : 10.1016/j.str.2021.06.014 . hdl : 11584/319642 .
  35. ↑ فارسي د، سلافوف س، ترامونتانو إ، بيانو د (2016). "بروتين الطبقة السطحية DR_2577 يرتبط بالدينوكسانثين ويحمي من الأشعة فوق البنفسجية في بكتيريا دايينوكوكس راديودورانس في ظروف الجفاف" . مجلة فرونتيرز في علم الأحياء الدقيقة . 7 : 155. doi : 10.3389/fmicb.2016.00155 . PMC 4754619. PMID 26909071 .  
  36. ↑ فارسي د، سلافوف ج، بيانو د (2018). "خصائص التعايش بين الثبات الحراري ومقاومة الأشعة فوق البنفسجية في معقد الطبقة السطحية الرئيسي لبكتيريا دايينوكوكس راديودورانس". مجلة علوم الكيمياء الضوئية والبيولوجيا الضوئية . 17 (1): 81-88 . Bibcode : 2018PcPbS..17...81F . doi : 10.1039/c7pp00240h . PMID: 29218340. S2CID : 4343655 .  
  37. ↑ بريم هـ، ماكفارلان إس سي، فريدريكسون جيه كيه، مينتون كيه دبليو، تشاي إم، واكيت إل بي، دالي إم جيه (2000). "هندسة بكتيريا دينوكوكوس راديودورانس لمعالجة المعادن في بيئات النفايات المختلطة المشعة" ( ملف PDF) . مجلة نيتشر للتكنولوجيا الحيوية . 18 (1): 85-90 . doi : 10.1038/71986 . PMID 10625398. S2CID 28531. مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 2015-04-02 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2013-02-07 .  
  38. ↑ أبكوتان، ديبتي؛ راو، أمارا سامباسيفا؛ أبتي، شري كومار (ديسمبر 2006). "هندسة بكتيريا دايينوكوكوس راديودورانس R1 للترسيب الحيوي لليورانيوم من النفايات النووية المخففة" . علم الأحياء الدقيقة التطبيقي والبيئي . 72 (12): 7873-7878 . Bibcode : 2006ApEnM..72.7873A . doi : 10.1128/AEM.01362-06 . PMC 1694275. PMID 17056698 .  
  39. ↑ كولكارني، سايالي؛ بالال، أناند؛ أبتي، شري كومار (15 نوفمبر 2013). "الترسيب الحيوي لليورانيوم من محاليل النفايات القلوية باستخدام بكتيريا دايينوكوكوس راديودورانس المُعاد تركيبها". مجلة المواد الخطرة . 262 : 853-861 . Bibcode : 2013JHzM..262..853K . doi : 10.1016/j.jhazmat.2013.09.057 . PMID 24140537 . 
  40. ↑ سليد، ديا؛ رادمان، ميروسلاف (2011). "مقاومة الإجهاد التأكسدي في بكتيريا دايينوكوكس راديودورانس" . مراجعات علم الأحياء الدقيقة والبيولوجيا الجزيئية . 75 (1): 133-191 . doi : 10.1128/MMBR.00015-10 . PMC 3063356. PMID 21372322 .  
  41. ↑ ريو، د. أ. (1 أغسطس 2003). "دينوكوكوس راديودورانس". المجلة الأوروبية لجراحة الأورام . 29 (6): 557-558 . doi : 10.1016/S0748-7983(03)00080-5 . PMID 12875865 . 
  42. ↑ كولكارني، راسيكا ر؛ شايوال، نايانا س؛ ديوباجكار، ديليب ن؛ ديوباجكار، ديبتي د (29 يناير 2015). " تخليق وتراكم جزيئات الفضة النانوية خارج الخلية باستخدام بكتيريا دايينوكوكوس راديودورانس المقاومة للإشعاع، وتوصيفها، وتحديد نشاطها الحيوي" . المجلة الدولية لطب النانو . 10 : 963-974 . doi : 10.2147/IJN.S72888 . PMC 4321572. PMID 25673991 .  
  43. ↑ لي، جيولونغ؛ لي، تشينغهاو؛ ما، شياوتشيونغ؛ تيان، بينغ؛ لي، تاو؛ يو، جيانغليو؛ داي، شانغ؛ وينغ، يولان؛ هوا، يوجين (9 نوفمبر 2016). "التخليق الحيوي لجزيئات الذهب النانوية بواسطة بكتيريا دايينوكوكوس راديودورانس المتطرفة وتقييم خصائصها المضادة للبكتيريا" . المجلة الدولية لطب النانو . 11 : 5931-5944 . doi : 10.2147/IJN.S119618 . PMC 5108609. PMID 27877039 .  
  44. ↑ يذكر كريج فينتر في محاضرته على منصة TED (فبراير 2005) بكتيريا D. radiodurans باعتبارها آلة تجميع الجينوم المثالية
  45. ↑ ماكدويل، ناتاشا (2003-01-08). "البيانات المخزنة في البكتيريا المتكاثرة" . مجلة نيو ساينتست . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2011-04-01 .
  46. 1 2 كوبر، كيث (25 أكتوبر 2022). "الكائنات المتطرفة على المريخ قد تعيش لمئات الملايين من السنين" . Space.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 28 أكتوبر 2022 .
  47. ↑ هورن، ويليام هـ.؛ فولبي، روبرت ب.؛ كورزا، جورج؛ ديبراتي، سارة؛ كونزي، إيزابيل هـ.؛ شورياك، إيغور؛ غريبينك، تين؛ ماتروسوفا، فيرا ي.؛ غايداماكوفا، إيلينا ك.؛ تكافك، روك؛ شارما، أجاي؛ غوستينكار، سين؛ غوندي-سيمرمان، نينا؛ هوفمان، برايان م.؛ سيتلو، بيتر؛ دالي، مايكل ج. (25 أكتوبر 2022). "تأثيرات الجفاف والتجميد على قدرة الميكروبات على البقاء في ظل الإشعاع المؤين: اعتبارات لإعادة عينات من المريخ" . علم الأحياء الفلكي . 22 (11): 1337-1350 . Bibcode : 2022AsBio..22.1337H . doi : 10.1089/ast.2022.0065 . الرقم الدولي الموحد للدوريات الإلكترونية (eISSN): 1557-8070 . الرقم الدولي الموحد للدوريات المطبوعة (ISSN) : 1531-1074 . رقم PMC: 9618380. رقم PMID: 36282180 .