Extremophiles บ่งบอกถึงความยืดหยุ่นที่เป็นไปได้ของสิ่งมีชีวิตนอกโลก
บอสตัน — จุลินทรีย์ที่พบในผลึกยักษ์ในถ้ำสล็อตเว็บตรงในเมืองชีวาวา ประเทศเม็กซิโก อาจมีชีวิตอยู่ได้หลายหมื่นปี จุลินทรีย์ ซึ่งดูเหมือนจะแตกต่างอย่างมากจากเกือบทุกรูปแบบชีวิตที่พบบนโลก ให้ข้อบ่งชี้ที่ดีว่าชีวิตสามารถยืดหยุ่นได้อย่างไรในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงอย่างยิ่ง รวมทั้งที่พบในดาวเคราะห์ดวงอื่น
“สิ่งมีชีวิตเหล่านี้มีความพิเศษมาก” นักโหราศาสตร์ Penelope Boston กล่าวเมื่อวันที่ 17 กุมภาพันธ์ระหว่างการแถลงข่าวในการประชุมประจำปีของ American Association for the Advancement of Science บอสตัน ผู้อำนวยการสถาบัน NASA Astrobiology Institute ใน Moffett Field รัฐแคลิฟอร์เนียกล่าวว่าพวกเขาไม่ได้ใกล้ชิดกับสกุลใดที่นักวิทยาศาสตร์รู้จักสามารถระบุได้ ญาติสนิทของพวกเขาอาศัยอยู่ในถ้ำครึ่งทางทั่วโลกหรือในดินภูเขาไฟหรือเจริญเติบโตในสารประกอบเช่น โทลูอีน
เป็นเวลาแปดปีที่บอสตันและเพื่อนร่วมงานของเธอได้ศึกษาจุลินทรีย์ที่อยู่ลึกลงไปในเหมืองตะกั่ว แร่เงิน และสังกะสีของไนก้า พบจุลินทรีย์บางชนิดติดอยู่ในกระเป๋าของเหลวภายในผลึกแคลเซียมซัลเฟตขนาดใหญ่ การวิเคราะห์ชี้ให้เห็นว่าจุลินทรีย์อาจถูกเก็บซ่อนไว้ในแคปซูลเวลาขนาดเล็กเหล่านี้เป็นเวลา 10, 000 ถึง 50,000 ปีและอาจอยู่เฉยๆในบางครั้งหรือตลอดเวลา แต่พวกเขา “ยังคงใช้งานได้ในบางรูปแบบและสามารถเติบโตใหม่ได้” เธอกล่าว ทีมงานของเธอปลุกจุลินทรีย์ในห้องทดลองอีกครั้งและศึกษาสารพันธุกรรมของพวกมัน ร่วมกับสารพันธุกรรมจากสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ที่พบในผนังถ้ำและพื้นที่อื่นๆ ใกล้กับผลึก
จุลินทรีย์ที่พบในคริสตัลดูเหมือนจะคล้ายกันแต่ไม่เหมือนกันกับจุลินทรีย์ที่อาศัยอยู่ภายนอก บนผนังถ้ำและพื้นที่ใกล้เคียงอื่นๆ บอสตันกล่าว นั่นทำให้บอสตันและทีมของเธอค่อนข้างมั่นใจว่าตัวอย่างไม่ได้ปนเปื้อนกับจุลินทรีย์อื่น ๆ และอายุที่ประมาณการสำหรับจุลินทรีย์ที่ดักจับคริสตัลนั้นแข็ง ทีมงานยังไม่ได้ประกาศผล หากได้รับการยืนยันแล้ว จุลินทรีย์จะเป็นตัวแทนของพวกหัวรุนแรงที่สุดในโลก โดยอาศัยอยู่ที่ระดับความลึก 100 ถึง 400 เมตรใต้พื้นผิวโลก และอุณหภูมิที่ยืนยงอยู่ที่ 45 ถึง 65 องศาเซลเซียส
“ระบบหัวรุนแรงใดๆ ที่เรากำลังศึกษาอยู่ช่วยให้เราก้าวข้ามขอบเขตของชีวิตไปได้ไกลยิ่งขึ้น” บอสตันกล่าว “เราเพิ่มลงในสมุดแผนที่ของความเป็นไปได้ที่เราสามารถนำไปใช้กับการตั้งค่าดาวเคราะห์ต่างๆ”
การศึกษาเช่นนี้แสดงให้เห็นว่าจุลินทรีย์บางชนิดเป็นสัตว์ที่ทนทาน
เต็มใจที่จะเปลี่ยนที่อยู่อาศัยให้เป็นบ้าน นั่นเป็นสิ่งที่ดีสำหรับการตามล่าหาสิ่งมีชีวิตนอกโลก อย่างไรก็ตาม นักวิจัยเริ่มคิดที่จะส่งยานสำรวจไปยังโลกที่อาจอยู่อาศัยได้ เช่น ดวงจันทร์ยูโรปาของดาวพฤหัสและเอนเซลาดัสของดาวเสาร์ การค้นพบของบอสตันเป็นการเตือนว่านักวิทยาศาสตร์รู้เพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับจุลินทรีย์บนโลก และนั่นหมายความว่ายังไม่มีใครรู้ว่าสิ่งมีชีวิตรูปแบบใดสามารถเก็บสะสมไว้บนยานอวกาศที่ส่งไปยังโลกอื่นได้ แคสซี่ คอนลีย์ เจ้าหน้าที่ปกป้องดาวเคราะห์ของ NASA กล่าว
“ถ้าคุณเอาสิ่งมีชีวิตเหล่านี้บางส่วนจากโลกไปวางไว้ที่อื่น พวกมันก็อาจจะทำได้ดี” เธอกล่าว ไม่ดีนักสำหรับการศึกษาชีวิตพื้นเมืองที่อาจอยู่ที่นั่น สิ่งมีชีวิตบนดินสามารถเข้ายึดครองและปนเปื้อนโลกเหล่านั้นได้
เพื่อจำกัดขอบเขตให้แคบลงว่าชิ้นส่วนใดที่ไม่มีรหัสอาจมีตัวแปรที่สำคัญ Ekta Khurana นักชีววิทยาด้านการคำนวณที่มหาวิทยาลัยเยล และเพื่อนร่วมงานของเธอได้ตรวจสอบ DNA จากอาสาสมัคร 1,092 คนในโครงการ 1,000 Genomes ซึ่งเป็นความพยายามที่จะเปิดเผยความผันแปรทางพันธุกรรมของมนุษย์ ทีมงานยังใช้ข้อมูลจากสารานุกรมขององค์ประกอบดีเอ็นเอที่เรียกว่า ENCODE แผนผังโครงการนั้นครอบคลุม DNA ที่ไม่เข้ารหัสซึ่งมีความสำคัญต่อการเปิดและปิดยีน สวิตช์บางตัวจะควบคุมเมื่อเปิดยีนหนึ่งหรือจำนวนน้อย คนอื่นควบคุมยีนจำนวนมาก
เพื่อค้นหาสวิตช์ที่มีแนวโน้มว่าจะเกี่ยวข้องกับโรคมากที่สุด Khurana และเพื่อนร่วมงานให้เหตุผลว่าหาก DNA ที่ไม่มีการเข้ารหัสมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อสุขภาพ การคัดเลือกโดยธรรมชาติจะคัดแยกความแตกต่างออกไป ดังนั้นทีมจึงมองหาภูมิภาคที่มีการกลายพันธุ์น้อยกว่าที่คาดโดยบังเอิญ นักวิจัยพบว่าการกลายพันธุ์ในสถานที่ที่มีความละเอียดอ่อนเหล่านี้มีแนวโน้มที่จะทำให้เกิดโรคประมาณ 40 เท่าเช่นเดียวกับการกลายพันธุ์ที่อื่นในจีโนม
การกลายพันธุ์ที่น้อยลงก็ปรากฏขึ้นในส่วนย่อยเล็กๆ ของบริเวณที่ละเอียดอ่อนเหล่านั้น ซึ่งบ่งชี้ว่าสวิตช์เหล่านั้นอาจ “ไวต่อแสงมาก” ในการเปลี่ยนแปลง การกลายพันธุ์ใน DNA กรามแก้วชิ้นใดชิ้นหนึ่งมีแนวโน้มที่จะทำให้เกิดโรคได้ประมาณ 400 เท่าเช่นเดียวกับการกลายพันธุ์ใน DNA โดยเฉลี่ย
ทีมงานใช้ข้อมูลเหล่านี้เพื่อสร้างโปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่ระบุการกลายพันธุ์ในส่วนที่ไม่เข้ารหัสของจีโนมและให้คะแนนว่าการเปลี่ยนแปลงที่เป็นอันตรายมีแนวโน้มอย่างไร จากนั้นนักวิจัยได้ใช้โปรแกรมเพื่อวิเคราะห์ DNA ของผู้ป่วยมะเร็ง จากการกลายพันธุ์ 98 ครั้งที่นักวิจัยระบุ 90 ตัวควบคุมฮับของการรวมกลุ่มยีนและ 68 ตกอยู่ในพื้นที่ที่ไม่มีการเข้ารหัสที่ละเอียดอ่อนสล็อตเว็บตรง
