Hány évig marad életképes egy baktérium?

Többek közt erre a kérdésre keresik a választ egy nemzetközi kutatócsoport tagjai, akik 2014-ben olyan szárított baktériummintákat tároltak el, amelyek utolsó darabjait 500 év múlva bontják fel a szakértők.

Hány évig marad életképes egy baktérium?

2514-ben érdekes kísérletnek adhat helyet Edinburghi Egyetem: egy régi fadobozt felbontva a kutatók 500 évvel korábban elrakott, kiszárított baktériumokat próbálnak meg újjáéleszteni. Feltéve persze, hogy az intézmény még létezni fog, a tároló sem veszik el, és lesz, aki emlékszik a tervezett kutatásra.

A fenti évszám ugyanis nem elírás: egy nemzetközi kutatócsoport 2014-ben állította össze a doboz tartalmát, azzal a céllal, hogy a baktériumok hosszú távú életképességét vizsgálják. Persze nem ők maguk, hanem a jövő kutatói, ők csak létrehozták az ehhez szükséges készletet. Charles Cockell német és amerikai kollégáival akkor döntött a kísérlet megtervezése mellett, miután saját laborjában ráakadt egy Petri-csészére, amelyben 10 évvel korábban egy primitív cianobaktériumot (Chroococcidiopsis) kezdett tenyészteni.

A mintákról aztán elfeledkezett, azok teljesen kiszáradtak, amikor azonban egy évtized elteltével ismét megtalálta az edényt, a baktériumok még mindig életképesek voltak. Az eset nem egyedi, hiszen 118 éves húskonzervekből is élesztettek fel sikeresen baktériumokat, de és egyes eredmények azt sugallják, hogy az egysejtűek megfelelő körülmények között ennél sokkal hosszabb ideig is elvegetálnak, hogy aztán a környezet megváltozásával újra feléledjenek.

Mindez azt sugallja, hogy a földi élet nem korlátozódik arra, amit emberként magunkon tapasztalunk, és annak kiderítéséhez, hogy megértsük, mire képesek az élővilág egyes tagjai, nagyon kevés egyetlen emberöltő,

mondja Ralf Möller, a kutatócsoport német tagja.

Tárolási gondok

Az 500 éves kísérlet 800 darab üvegfiolából áll, amelyekben Chroococcidiopsis baktériumok, illetve szénabacilusok (Bacillus subtilis) vannak. A fiolákat hermetikusan lezárták, és a minták felét ólomborítással védik a DNS-károsodást okozó radioaktivitástól és kozmikus sugaraktól. (A biztonság kedvéért a londoni Természettörténeti Múzeumban is elhelyeztek egy sorozatot a fiolákból.)

A kísérlet első 24 évében minden második évben, utána pedig 25 évente bontanak fel néhány fiolát, hogy teszteljék a baktériumok életképességét és a DNS állapotát.

Ez a része persze, kinyitni a fiolákat, vizet adni a mintákhoz, majd megvizsgálni, hogyan nőnek a telepek, a könnyebbik fele a történetnek. A nehezét inkább az jelenti egy ennyire hosszútávú kísérlet megtervezésének, hogyan biztosítsák annak folytonosságát.

A csapat jelenleg egy USB-meghajtón tárolja a szükséges utasításokat, ami persze, ahogy Möller is mondja, messze van az ideálistól, hiszen a digitális technológia olyan gyorsan fejlődik, hogy az adathordozók nagyon gyorsan elavulttá válnak. Ezért papírra is kinyomtatták a terveket, ami viszont 500 éves viszonylatban szintén nem tökéletes megoldás. És nemcsak azzal van a baj, hogy a papír elporlad, közben a nyelv is változik, és mi van akkor, ha időközben félreérthetővé válnak a most megfogalmazott mondatok?

Galéria megnyitása

Mivel olyan megoldást nem tudtak kitalálni, ami tökéletesen biztonságos, a csapat végül úgy döntött, hogy ebben is a kísérlet folytatóinak segítségét kérik. Így az utasítások között az is szerepel, hogy 25 évente át kell másolni a terveket egy korszerű adathordozóra, de csak miután nyelvileg is frissítették az anyagot, hogy az aktuálisan teljesen érthető legyen.

Biztató kezdetek és az előzmények

A kísérlet egyébként az első, nemrég nyilvánosságra hozott eredmények alapján nagyon érdekesnek ígérkezik. A kiszárított baktériumok spórákat képeztek, amelyek képesek ellenállni a környezet hatásainak. Amikor pedig elkezdik feléleszteni ezeket, a sejtek DNS-javító mechanizmusai gondoskodnak az esetlegesen bekövetkezett hibák kijavításáról, és pontosan ez az egyik dolog, amit a kutatók vizsgálni kívánnak.

Az első három fiolát 2016-ban bontották fel, és mostanra készült el a részletes elemzésről szóló tanulmány. A vizsgálatok keretében a kiszárított baktériumok életképességét rövidebb ideig még extrémebb körülmények között tartott baktériumok eredményeivel vetették össze. A sima fiolákban tartott spórák 86 százaléka két év után is életképesnek bizonyult. A nagy hidegben, mínusz 80 ºC-on tárolás hasonló túlélési arányokat hozott, ugyanakkor a majdnem egy évig vákuumban tartott spórák 18 százaléka is feléledt.

A spórák kifejezetten jól bírták a marsihoz hasonló talajban való tárolást, ugyanakkor az erősen sós körülményeket nem kedvelték.

Bár a projekt kétségkívül a legambiciózusabb hosszú távú kísérletek egyike, nem az egyetlen ilyen vállalkozás, amely létezik. A talán leghíresebb, bár izgalmasnak éppen kevéssé nevezhető ilyen kísérlet a szurokcseppkísérlet, amelyet 1927-ben kezdett el Thomas Parnell, a Queenslandi Egyetem professzora. A fizikus a mindennapinak látszó anyagok meglepő tulajdonságait akarta demonstrálni elrendezésével, amihez szobahőmérsékleten szilárdnak tűnő, valójában azonban folyékony szurokkal töltött fel egy üvegtölcsért (előzőleg felhevítve az anyagot), megvárta, hogy lehűljön, és leülepedjen, majd megnyitott a tölcsér száját, és várta a cseppenéseket. Az első csepp 1938-ban hullott le, és a cseppek kiválása olyan lassan zajlik, hogy 2014 áprilisában, a legutolsó cseppenéskor a kilencedik csepp hullott le.

Galéria megnyitása
A baktériumokat szilikongömbökre szárították rá

A hosszú távú kutatások a növénybiológiában sem ritkák. Egy angliai (mű)trágyagyártó család birtokán például 1843 óta vizsgálják ugyanazokon a földeken, hogy a különböző tápanyagok hogyan hatnak a növényekre. Illinois-ban 1896 óta zajlik egy kukoricanemesítő kísérlet, a Michigan Állami Egyetemen pedig 1879-ben elástak 20 darab, magokkal teli üveget, amelyek tartalmának életképességét rendszeres időközönként ellenőrzik. Ez a projekt egyébként rövidesen véget ér, az utolsó üveget ugyanis jövőre ássák ki.

Lenski és a kólibaktériumok

Ugyanezen intézmény ad otthont annak a kólibaktériumos kísérletnek is, amely akár további évszázadokig is folytatódhat. Richard Lenski mikrobiológus a projekt keretében 1988 óta vizsgálja, hogyan mutálódnak és fejlődnek a baktériumok:

a kísérlet jelenleg túl van a 70 500. generáción.

Ami azért is érdekes, mert Lenski igazából sosem tervezte ennyire hosszúra a kísérletet. Úgy gondolta, hogy pár évig csinálja, és idővel el is jutott arra a pontra, amikor úgy érezte, sokkal többet már nem tud érdemben kideríteni az elrendezéssel, így elhatározta, hogy felhagy a vállalkozással. Amikor azonban ezt megemlítette kollégáinak, olyan heves ellenállásba ütközött, hogy végül a folytatás mellett döntött.

És milyen jól tette! 2003-ban kutatócsoportja megtette addigi legmeglepőbb felfedezését: a baktériumok egy része hirtelen képessé vált a citrát nevű molekula felhasználására. Mivel a korábbi generációk fagyasztva rendelkezésre álltak, a szakértők képesek voltak rekonstruálni, hogy milyen, fokozatosan bekövetkező mutációk sora vezetett a látszólag gyors változáshoz.

Galéria megnyitása

A Lenski-féle kísérletben valaki minden nap új táptalajra helyezi a baktériumokat, ugyanolyan üvegedényt és médiumot használva, mint 30 évvel ezelőtt. A tanulmányozás eszközei ugyanakkor rengeteget változtak az évek során. A szakértők napjainkban rutinszerűen szekvenálják a kólibaktériumok genomját, így folyamatosan követni tudják a genetikai változásokat. És mostanra Lenski is belátta, hogy ezen a ponton kár lenne abbahagyni, így már meg is van az utódja, aki nyugdíjba vonulása után továbbviszi a kísérletet.

***

„Persze ahhoz, hogy egy ilyen kísérlet folytatódhasson, azt kell feltételeznem, hogy a tudomány a következő évtizedekben-évszázadokban is hasonlóan fog működni, ahogyan ma. Hogy a jövőben is lesznek egyetemek, professzorok és laborok. Holott, ha visszatekintünk a nem is olyan régmúltba, azt látjuk, hogy egyáltalán nem ilyen rendszerben folyt a kutatás”

– mondja Lenski. Pár száz éve például a tudományos kutatások finanszírozása elsősorban gazdag magántámogatóktól függött, nem pedig az állami szervektől.

A hasonló kísérletek másik nehézségét ugyanis éppen ez, a finanszírozás megoldása jelenti. Lenski ugyan jelenleg kap állami támogatást, de pontosan tisztában van azzal, hogy ez nem lesz mindig így, ezért támogatókat keres. Úgy számolja, hogy ha sikerülne 2,5 millió dollárt összeszednie és befektetnie, annak kamataiból fedezni lehetne az éves költségeket és a kísérletet folytató laborasszisztens fizetését is.

Az 500 éves mikrobiológiai kísérlet persze sokkal kevesebb pénzt kíván, pláne, hogy az idő jelentős részében csak 25 évente kell dolgozni rajta. Arra azonban itt is szükség lesz, hogy legyen, aki emlékszik, és folytatásra érdemesnek ítéli a vállalkozást. Reméljük így lesz.

Neked ajánljuk

Kiemelt
{{ voucherAdditionalProduct.originalPrice|formatPrice }} Ft
Ajándékutalvány
-{{ product.discountDiff|formatPriceWithCode }}
{{ discountPercent(product) }}
Új
Teszteltük
{{ product.commentCount }}
0% THM
{{ product.displayName }}
nem elérhető
{{ product.originalPrice|formatPriceWithCode }}
{{ product.grossPrice|formatPriceWithCode }}
{{ product.grossPrice|formatPriceWithCode }}
{{ product.displayName }}

Tesztek

{{ i }}
{{ totalTranslation }}
Sorrend

Szólj hozzá!

A komment írásához előbb jelentkezz be!
{{ orderNumber }}
{{ showMoreLabelTranslation }}
A komment írásához előbb jelentkezz be!
Még nem érkeztek hozzászólások ehhez a cikkhez!
Még nem érkeztek hozzászólások ehhez a cikkhez!
Segíts másoknak, mondd el, mit gondolsz a cikkről.

Kapcsolódó cikkek

Magazin címlap