Бактерии Мирового океана и суши Земли в космической пыли на Международной космической станции: панспермия или ионосферный "лифт"?

Бактерии Мирового океана и суши Земли в космической пыли на Международной космической станции:
панспермия или ионосферный "лифт"?
Номер: 5 Год: 2013 Страницы: 124-132

УДК: 550.47

EDN: RXNVIR

Автор(ы):

Сыроешкин Антон Владимирович¹ e-mail: syroeshkin@ipg.geospace.ru

Гребенникова Татьяна Владимировна²

Лапшин Владимир Борисович¹ e-mail; lapshin-vb1@mail.ru

Южаков Антон Геннадиевич²

Садыкова Г.В.²

Цыганков Олег Семенович³

Шубралова Е.В.⁴

Шувалов Вячеслав Александрович⁴

Морозова (Гордеева) Мария Андреевна¹

Чичаева Марина Александровна¹

Головко Анатолий Всеволодович⁴

Учреждения:
1 - Институт прикладной геофизики им. академика Е.К. Федорова, Москва, Россия
2 - ФГБУ «Институт вирусологии им. Д.И. Ивановского» Минздрава России
3 - ФГУП «ЦНИИМАШ» Центральный научно-исследовательский институт машиностроения (Королев)
4 - Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева (Королев)

Аннотация:
Пробы космической пыли собраны с иллюминатора Международной космической станции (МКС), обращенного вперед по вектору полета, на тампон пробоотборника "ТЕСТ" во время выхода в открытый космос 22.08.2013 члена экипажа 36-й экспедиции А.А. Мисуркина. После доставки на пробоотборника на Землю смывы с тампонов и материал тампонов (находившееся в пробоотборнике в вакууме) были проанализированы 16.09.2013 на присутствие бактериальной ДНК методом гнездовой ПЦР с использованием пар праймеров на ДНК рода Mycobacterium, ДНК капсульного штамма рода Bacillus и бактериальную ДНК, кодирующую 16S рибосомальную РНК. Соответственно перечисленным праймерам, по результатам амплификации получены указания о содержании в пробах космической пыли представителей родов Mycobacteria и бактерии неизвестного рода, ПЦР-продукт которой был секвенирован. Филогенетический анализ данных сиквенса ПЦР-продукта (803 пар нуклеотидов) с более, чем 20 млн. ДНК-последовательностей из базы данных GenBank, показало 100% совпадение с родом Delftia семейства Comamonadaceae порядка Burkholderiales. Присутствие представителей диких наземных и морских родов бактерий в количестве не менее 10 копий на кв. см поверхности МКС указывает на их возможный перенос из стратосферы в ионосферу с восходящей ветвью глобальной электрической цепи.

Ключевые слова: Международная космическая станция, ПЦР анализ ДНК, род Mycobacterium, род Delftia, восходящая ветвь глобальной электрической цепи.

Сведения об источниках финансирования: -

Скачать текст Ссылка на цитирование Ссылка на Elibrary

1. Вернадский В.И. Химическое строение биосферы Земли и окружающих оболочек. – М.: Наука, 1987. 2. Arrhenius S. // Umschau. 1903. V.7. P.481-485. 3. Arrhenius S. Worlds in the Making. – L.: Harper and Bros., 1907. 4. Kawaguchi Y., Yang Y., Kawashiri N., Shiraishi K., Takasu M., Narumi I., Satoh K., Hashimoto H., Nakagawa K., Tanigawa Y., Momoki Y.H., Tanabe M., Sugino T., Takahashi Y., Shimizu Y., Yoshida S., Kobayashi K., Yokobori S.I., Yamagishi A. // Orig. Life Evol. Biosph. 2013. DOI: 10.1007/s11084-013-9346-1. 5. Nicholson W.L. // Trends Microbiol. 2009. V.17. P.243-250. 6. Horneck G., Klaus D.M., Macinelli R.L. // Microb. Mol. Biol. Rev. 2010. V.74. No.1. P.121-156. 7. Баранов В.М., Новикова Н.Д., Поликарпов Н.А., Сычёв В.Н., Левинских М.А., Алексеев В.Р., Окуда Т., Сугимото М., Гусев О.А., Григорьев А.И. // ДАН. 2009. Т.426. №5. С.706-709. 8. Hotchin J., Lorenz P., Hemeway C. // Nature. 1965. V.206(983). P.442-445. 9. Imshenetsky A.A., Lysenko S.V., Kazakov G.A., Ramkova N.V. // Life Sci. Space Res. 1976. V.14. P.359-362. 10. Imshenetsky A.A., Lysenko S.V., Kazakov G.A. // Appl. Environ. Microbiol. 1978. V.35. No.1. P.1-5. 11. Wainwright M., Wickramasinghe N.C., Narlikar J.V., Rajaratnam P. // FEMS Microbiol. Lett. 2003. V.218. No.1. P.161-165. 12. Yang Y., Itoh T., Yokobori S., Shimada H., Itahashi S., Satoh K., Ohba H., Narumi I., Yamagishi A. // Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2010. V.60. P.776-779. 13. Shivaji S., Ara S., Singh S.K., Bandi S., Singh A., Pinnaka A.K. // J. Bacteriol. 2012. V.194(23). P.6624-6625. 14. Hotchin J., Lorenz P., Hemenway C.L. // Life Sci. Space Res. 1968. V.6. P.108-114. 15. Rabbow E., Horneck G., Rettberg P., Schott J.U., Panitz C., L'Afflitto A., von Heise-Rotenburg R., Willnecker R., Baglioni P., Hatton J., Dettmann J., Demets R., Reitz G. // Orig. Life Evol. Biosph. 2009. V.39(6). P.581-598. 16. Rabbow E., Rettberg P., Barczyk S., Bohmeier M., Parpart A., Panitz C., Horneck G., von Heise-Rotenburg R., Hoppenbrouwers T., Willnecker R., Baglioni P., Demets R., Dettmann J., Reitz G. // Astrobiology. 2012. V.12(5). P.374-386. 17. Berger T., Hajek M., Bilski P., Körner C., Vanhavere F., Reitz G. // Astrobiology. 2012. V.12(5). P.387-392. 18. Satoh K., Nishiyama Y., Yamazaki T., Sugita T., Tsukii Y., Takatori K., Benno Y., Makimura K. // Microbiol. Immunol. 2011. V.55(12). P.823-829. 19. Nicholson W.L., Ricco A.J., Agasid E., Beasley C., Diaz-Aguado M., Ehrenfreund P., Friedericks C., Ghassemieh S., Henschke M., Hines J.W., Kitts C., Luzzi E., Ly D., Mai N., Mancinelli R., McIntyre M., Minelli G., Neumann M., Parra M., Piccini M., Rasay R.M., Ricks R., Santos O., Schooley A., Squires D., Timucin L., Yost B., Young A. // Astrobiology. 2011. V.11(10). P.951-958. 20. Smith D.J. // Astrobiology. 2013. V.13(10). P.981-990. 21. Лапшин В.Б., Паньшин Е.А., Сыроешкин А.В. // Мир измерений. 2013. №2(144). С.7-10. 22. Williams E.R. // Atmosph. Res. 2009. V.91. P.140-152. 23. Rycroft M.J., Israelsson S., Price C. // J. Atmospheric Sol.-Ter. Phys. 2000. V.62. P.1563-1576. 24. Popel S.I., Izvekova Yu.N., Shukla P.K. // AIP Conf. Proc. 2010. V.1306. P.189. DOI: 10.1063/1.3533186 25. Benkadda S., Klochkov D.N., Popel S.I., Izvekova Yu.N. // Phys. Plasma. 2011. V.18. 052306. DOI: 10.1063/1.3587107 26. Krasovskii P.A., Karpov O.V., Balakhanov D.M., Lesnikov E.V., Dankin D.A., Ulyantsev A.S., Matveeva I.S., Chikviladze G.N., Pleteneva T.V., Lapshin V.B., Syroeshkin A.V. // Measurements Techniques. 2010. V.53. No.8. P.852-857. 27. Tabata M., Kawaguchi Y., Yokobori S-i., Kawai H., Takahashi J-i., Yano H., Yamagishi A. // Biol. Sci. Space. 2011. V.25. P.7-12. 28. Pfaender F.K., Swatek F.E. // Appl. Microbiol. 1970. V.20(2). P.227-232. 29. Năstoiu I., Răduică C., Soitu V., Gavrilă I. // Rev. Ig. Bacteriol. Virusol. Parazitol. Epidemiol. Pneumoftiziol. 1989. V.34(3). P.241-247. 30. Wen A., Fegan M., Hayward C., Chakraborty S., Sly L.I. // Int. J. Syst. Bacteriol. 1999. V.49. P.567-576. 31. DeLeon-Rodriguez N., Lathem T.L., Rodriguez-R L.M., Barazesh J.M., Anderson B.E., Beyersdorf A.J., Ziemba L.D., Bergin M., Nenes A., Konstantinidis K.T. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2013. V.110(7). P.2575-2580. 32. Smith D.J., Timonen H.J., Jaffe D.A., Griffin D.W., Birmele M.N., Perry K.D., Ward P.D., Roberts M.S. // Appl. Environ. Microbiol. 2013. V.79(4). P.1134-1139. 33. Kellogg C.A., Griffin D.W. // Trends Ecol. Evol. 2006. V.21(11). P.638-644. 34. Goncharuk V.V., Lapshin V.B., Chichaeva M.A., Syroeshkin A.V. // J. Water Chem. Technol. 2011. V.33. No.6. P.339-356. 35. Goncharuk V.V., Lapshin V.B., Chichaeva M.A., Samsoni-Todorov A.O., Taranov V.V., Matveeva I.S., Chikviladze G.N., Grebennikova T.V., Pletenev S.S., Syroeshkin A.V. // J. Water Chem. Technol. 2012. V.34. No.2. P.79-87. 36. Holton J.R., Haynes P.H., Douglass A.R., Rood R., Pfister L. // Rev. Geophys. 1995. V.33. No.4. P.403-439. 37. Адушкин В.В., Попель С.И. // Физика Земли. 2012. №3. С.81-83. 38. Беседина Ю.Н., Попель С.И. // ДАН. 2008. Т.423. С.680-684. 39. Мареев Е.А. // УФН. 2010. Т.180. №5. С.527-534. 40. Pasko V.P., Stanley M.A., Mathews J.D., Inan U.S., Wood T.G. // Nature. 2002. V.416(6877). P.152-154. 41. Su H.T., Hsu R.R., Chen A.B., Wang Y.C., Hsiao W.S., Lai W.C., Lee L.C., Sato M., Fukunishi H. // Nature. 2003. V.423. P.974-976. 42. Raizer Y.P., Milikh G.M., Shneider M.N. // J. Geophys. Res. 2010. V.115. A00E42. DOI: 10.1029/2009JA014645 43. Berger T., Hajek M., Bilski P., Korner C., Vanhavere F., Reitz G. // Astrobiology. 2012. V.12. No.5. P.387-392. 44. Emborg С. // Appl. Microbiol. 1974. V.27(5). P.830-833. 45. Setlow P. // J. Appl. Microbiol. 2006. V.101(3). P.514-525. 46. Кондратьев К.Я. // Экологическая химия. 1998. Т.7. №3. С.145-163. 47. Кометы и происхождение жизни / под ред. С. Поннамперумы. – М.: Мир, 1984. 230 с.

Ссылка на XML

Bacteria of the oceans and the earth's land in cosmic dust at the International Space Station: panspermia or ionospheric "lift"?
Number: 5 Year: 2013 Pages: 124-132

Syroeshkin Anton Vladimirovich¹ e-mail: syroeshkin@ipg.geospace.ru
Grebennikova Tatiana Vladimirovna²
Lapshin, Vladimir Borisovich¹ e-mail: lapshin-vb1@mail.ru
Yuzhakov Anton Gennadievich²
G. V. Sadykova²
Tsygankov Oleg Semenovich³
E. V. Shubralova⁴
Vyacheslav Alexandrovich Shuvalov⁴
Morozova (Gordeeva) Maria Andreevna¹
Chichaeva Marina Alexandrovna⁴

Golovko Anatoly Vsevolodovich⁴

Institutions:
1 - Institute of Applied Geophysics named after Academician E.K. Fedorova, Moscow, Russia
2 - D.I. Ivanovsky Institute of Virology of the Ministry of Health of the Russian Federation
3 - FSUE "TsNIIMash" Central Scientific Research Institute of Mechanical Engineering (Korolev)
4 - S.P. Korolev Rocket and Space Corporation Energia (Korolev)

Abstract
Cosmic dust samples collected from the window of the International Space Station (ISS), the formation- enriched vector forward flight to the swab sampler "TEST" during spacewalk 22/08/2013 by crew member of Expedition 36 AA Misurkin. After delivery of the probe to the Earth washings with tampons and pads material (located in the sampler in vacuum) were analyzed 16.09.2013 by the presence of bacterial DNA using nested PCR using pairs of primers DNA genus Mycobacterium, DNA strains capsular bacteria Bacillus and DNA encoding 16S ribosomal RNA. Accordingly, the listed primers for amplification of the results obtained guidance on the content in the samples of cosmic dust of the bacteria genus Mycobacteria and unknown-kind bacteria, wherein the PCR product was sequenced. Phylogenetic analysis of the PCR product sequencing (803 bp) with more than 20 million DNA sequences from the database GenBank, showed 100% identity with the sequence of genus Delftia family Comamonadaceae order Burkholderiales. The presence of wild land and marine genera bacteria (not less than 10 copies per square centimeter) on the ISS indicates their possible transfer from the stratosphere into the ionosphere with the ascending branch of the global electric circuit

Keywords: The International Space Station, PCR analysis of DNA, the genus Mycobacterium, the genus Delftia, the ascending branch of the global electric circuit.

Information about sources of financing: -