A Louisianai Állami Egyetem kutatói a NASA támogatásával azt vizsgálják, hogyan élhetik túl a mikroorganizmusok a hosszú időszakokra történő lefagyasztást. A kutatás célja annak kiderítése, hogy milyen esélyekkel vészelhetik át a mikrobák a sarkvidékek emberemlékezet óta jéggel fedett területein, illetve más égitestek, például a Mars jeges tájain.

Az élőlények DNS-e folyamatosan kisebb-nagyobb sérüléseknek, mutációknak van kitéve részben a külső környezeti tényezők (pl. ultraibolya sugárzás), részben a sejtek normális anyagcsere-folyamatainak következtében. Egy normál emberi sejtben naponta 50−500 ezer molekuláris szintű hiba alakul ki, amelyek többségét azonban az egészséges szervezet DNS javító mechanizmusai rögtön rendbe is hozzák, lehetővé téve a kódolt információ zavartalan olvasását.

A legsúlyosabb hibát az jelenti, ha a DNS mindkét szála ugyanazon régióban szakad meg, vagyis a kromoszóma egy része letörik. Ez a probléma persze normális esetben jóval ritkábban fordul elő, mint a kisebb károsodások, de amennyiben egy mikroba több százezer évig fagyos környezetben vegetál, és emiatt javító mechanizmusai nem működnek megfelelően, a kromoszómatörések elfordulásának esélye az eltelt idő hosszával párhuzamosan növekszik. Idővel pedig eljön az a pillanat, amikor az organizmus örökítőanyaga olyan apró szakaszokra darabolódott a törések következtében, hogy abból már nem olvashatók ki az élőlény működéséhez szükséges információk, vagyis nincs esély annak újjáélesztésére.

Érdekes módon azonban a kutatóknak már több esetben sikerült olyan mikrobákat életre kelteniük, amelyek több százezer, vagy akár több millió évig is a jég alá voltak temetve. A kutatócsoport vezetője, Brent Christner maga is sikeresen olvasztott ki olyan baktériumokat, amelyek Kína nyugati, örök jég borította vidékén legalább 750 ezer éve fagyott állapotban voltak.

Hogyan lehetséges, hogy ezek a mikrobák ennyi ideig épségben maradtak a jég alatt? A szakértők szerint a mikroorganizmusok valamiféle téli álomhoz hasonló, de persze jóval hosszabb, nyugvó állapotba kerülnek, amelyben metabolizmusuk gyakorlatilag leáll. Mindez azonban azt nem magyarázza meg, hogy DNS-ük hogyan maradhat ép ennyi idő elteltével is, amikor annak pusztán az elszenvedett háttérsugázás ionizáló hatása miatt is régen apró darabokban kellene lennie, függetlenül attól, hogy milyen mélyen van a jég alá temetve.

A dolog egyetlen módon magyarázható: ezekben a mikrobákban nyugvó állapotban is aktívan működnek azok a mechanizmusok, amelyek a DNS javítását végzik. Christner és társai kísérleti úton kívánták igazolni, hogy ezek a folyamatok még jóval fagypont alatti hőmérsékletek mellett is működőképesek. Ehhez a szibériai jégmezőkön gyakorta megtalálható baktériumokat olyan mértékű sugárterhelésnek tettek ki, mint amennyit 225 ezer évnyi jégbe temetett idő alatt összesen elszenvedtek volna a mikrobák. A baktériumokat ezután két évig −15 °C-on tárolták, és közben időről időre monitorozták örökítőanyaguk állapotát.

Az ionizáló sugárzás a vártnak megfelelően apró darabokra tördelte a kromoszómákat, a következő két év alatt azonban a szakértők meglepetésére a töredékek újra elkezdtek összeállni: megfelelő sorrendbe rendeződve nagyobb szakaszokká szerveződtek, amelyek aztán maguk is elkezdtek összeépülni. Ahogy Christner elmondta, az újraszerveződés egyáltalán nem véletlenszerű, ami egyértelműen arra utal, hogy maga a sejt, és annak erre specializálódott mechanizmusai végzik a javítást.

Úgy tűnik tehát, hogy a DNS javító mechanizmusai valóban működőképesek maradhatnak erősen fagypont alatti hőmérsékletek mellett is, ami rendkívüli felfedezésnek számít. Az eredmény többek közt azt is jelenti, hogy ha a Marson (vagy másutt a világegyetemben) valaha is kifejlődött a mikrobiális élet, annak egyes képviselői akár életképesek is lehetnek a jégrétegek mélyén.