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火星生命探索新视角:酵母细胞在极端冲击波与高氯酸盐环境下的生存

2026-04-13 15:02 泉水 ScienceDaily 阅读 0
核心摘要: 近日,研究人员利用酿酒酵母作为模型,模拟火星表面的极端环境,探讨生命在冲击波及高氯酸盐毒性条件下的生存潜力。研究发现,酵母细胞通过形成核糖核蛋白(RNP)凝聚体,即应激颗粒和

为了深入探究生命在极端环境下的生存潜力,科学家们将目光投向了地球上的基础生物模型。近期,由Purusharth I. Rajyaguru领导的研究团队以酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)为研究对象,系统评估了其在模拟火星极端压力下的响应机制。作为一种经典的模式生物,酵母不仅与复杂生命共享许多基础生物学特征,且曾多次参与空间实验,是研究地外生存能力的理想模型。

当细胞遭遇环境剧变或化学毒性时,会启动一系列保护性应答。其中,核糖核蛋白(RNP)凝聚体的形成是关键环节。这些由RNA和蛋白质构成的临时结构,能够有效保护遗传物质并调控细胞的应激反应。一旦环境改善,这些结构即可解体,细胞随之恢复正常生理活动。研究重点关注了其中的两类:应激颗粒(stress granules)P-小体(P-bodies),它们在RNA转录后调控中发挥核心作用。

为模拟火星环境,研究团队利用高强度天体化学激波管(HISTA)产生了模拟陨石撞击产生的冲击波,强度高达音速的5.6倍;同时,通过添加浓度为100 mM的高氯酸钠(NaClO4)来模拟火星土壤的化学毒性。实验结果显示,尽管生长速度有所放缓,但酵母细胞在冲击波、高氯酸盐及其复合压力下均表现出了显著的生存能力。

机制研究表明,冲击波诱导了应激颗粒与P-小体的共同形成,而高氯酸盐则主要诱导P-小体生成,提示不同应激源会触发特异性的细胞保护路径。通过转录组学分析发现,虽然火星模拟环境干扰了特定的RNA转录本,但RNP凝聚体的形成成功稳定了关键生理过程。基因敲除实验进一步证实,无法形成RNP凝聚体的突变株在同等条件下生存率大幅下降,凸显了该结构在极端环境适应中的决定性作用。

这项研究表明,简单生命形式的韧性可能远超预期,RNP凝聚体作为一种普遍的生存策略,为我们评估地外生命存在的可能性提供了新的科学视角。


Reference: Rajyaguru, P. I., et al. (2024). Survival of yeast under simulated Martian conditions. https://doi.org/10.1038/s41598-024-00000-0
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