Levedura de padeiro (Saccharomyces cerevisiae) é mais conhecido por seu papel na panificação, fabricação de cerveja e na biotecnologia moderna. No entanto, este microrganismo quotidiano também pode oferecer informações sobre uma questão muito mais importante: 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) em Ahmedabad, descobriram que a levedura pode sobreviver a estresses ambientais semelhantes aos de Marte. Os seus resultados mostram que mesmo formas de vida simples podem ser mais resistentes às condições extraterrestres do que se pensava anteriormente.
Marte simulado com ondas de choque e solo tóxico
Para testar a sobrevivência da levedura, a equipe de pesquisa submeteu as células vivas a intenso estresse físico e químico. As experiências envolveram a exposição a poderosas ondas de choque comparáveis às criadas quando meteoritos colidem com Marte, bem como a sais de perclorato, que são compostos tóxicos que se sabe existirem no solo marciano.
As ondas de choque foram geradas usando o Tubo de Choque de Alta Intensidade para Astroquímica (HISTA) localizado no laboratório Bhalamurugan Sivaraman na PRL. Essas ondas atingiram velocidades de até Mach 5,6. Além disso, as células de levedura foram tratadas com perclorato de sódio 100 mM isoladamente ou em combinação com exposição a ondas de choque.
Superando problemas experimentais
A montagem dos experimentos causou grandes dificuldades técnicas. Segundo os pesquisadores, o impacto de ondas de choque dessa intensidade nas células vivas de levedura nunca foi feito antes.
“Um dos maiores obstáculos foi configurar o tubo HISTA para expor células de levedura vivas a ondas de choque – algo que não tinha sido feito antes – e depois recuperar a levedura com contaminação mínima para experiências futuras”, explica o autor principal Riya Dage, assistente de projeto no laboratório de Purushartha I Rajaguru, professor associado da Colúmbia Britânica.
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 permaneceram elevadas.
Os pesquisadores acreditam que essa resistência vem da capacidade da levedura de formar condensados de ribonucleoproteína (RNP). Estas são pequenas estruturas sem membrana que ajudam as células a proteger e reorganizar os mRNAs durante períodos de estresse. A exposição à onda de choque fez com que as células de levedura formassem dois tipos de condensados RNP conhecidos como grânulos de estresse e corpos P. Quando expostas apenas a sais de perclorato, as células formaram corpos P. As cepas de levedura que não tinham a capacidade de criar essas estruturas tinham muito menos chances de sobrevivência.
Biomarcadores para a vida em condições estrangeiras
Os dados obtidos mostram que os condensados RNP podem servir como biomarcadores ou indicadores biológicos de estresse celular em ambientes extraterrestres. Isto dá aos cientistas uma ferramenta potencial para determinar como a vida responde a condições extremas fora 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 pode lidar com factores de stress semelhantes aos de Marte”, diz Daguet.
Significado para astrobiologia e 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 exposta a stress mecânico e químico, os cientistas podem obter informações valiosas sobre como as formas de vida podem sobreviver noutros planetas.
Esses insights também podem ajudar no desenvolvimento de sistemas biológicos projetados para operar nas condições extremas do espaço.
“Ficamos surpresos ao ver que a levedura sobrevive sob condições estressantes semelhantes às de Marte que usamos em nossos experimentos”, diz Rajaguru, autor correspondente do estudo. “Esperamos que esta pesquisa estimule os esforços para usar levedura na futura exploração espacial”.
