Na planetih, kot sta Mars ali Saturn, je izreden mraz ena izmed pomembnih ovir za razvoj življenja. Ker so ti planeti brez atmosfere, ki deluje kot nekakšna odeja, je povprečna temperatura na njihovem površju precej pod lediščem. Raziskovalci z unverze McGill v Montrealu so v zmrznjenih tleh na Arktiki odkrili bakterijo, s pomočjo katere zdaj bolje razumemo, kako bi lahko organizmi preživeli tudi v tako ekstremnih razmerah.

Bakterija Planococcus halocryophilus sev Or1 raste in se deli pri -15 °C in je metabolno dejavna še pri -25 °C. Bakterijo so izolirali na otoku v Kanadi, ki leži v arktičnem krogu. Pregledali so 200 mikroorganizmov iz istega okolja in poiskali tiste, ki so najbolje prilagojeni ekstremnim razmeram. Bakterija živi v tankih kanalčkih vode v zmrznjenih tleh. Sol v vodi v kanalčkih preprečuje zamrzovanje vode (temperatura zemlje je namreč ~ -16 ºC), kar ustvarja zelo ostre okoliščine za preživetje.

Da bi razumeli, kako lahko te bakterije preživijo, so znanstveniki proučili njihov genom in druge molekularne lastnosti. Izredno slanemu in mrzlemu okolju se bakterija prilagodi s spremembami strukture celice in s proizvodnjo proteinov, prilagojenih nizki temperaturi. V proteinih, ki gradijo celice, prevladujejo aminokisline, ki povečujejo njihovo prilagodljivost. Kombinacija prilagojenih proteinov, bolj fluidne celične membrane, učinkovite izrabe hranil v okolju in sposobnosti prilagajanja genoma omogočajo bakteriji, da preživi v tako slanem in mrzlem okolju. Ugotovili so, da v teh ekstremnih okoljih živi več mikroorganizmov, kot so sprva domnevali. Zaporedje genoma je tudi razkrilo, da mikrob proizvaja velike količine molekule, ki deluje kot antifriz inpreprečuje, da bi celica zmrznila hkrati pa jo tudi ščiti pred zelo slanim okoljem, ki vsebuje kar 18 odstotkov soli.

Življenje pri temperaturah pod lediščem brez prilagoditev ni mogoče, saj tako nizke temperature zmanjšajo dostopnost vode v okolju, ker je ujeta v ledene kristale, zaradi česar se tudi poveča količina soli v delu vode, ki ne zmrzne. Pri nizki temperaturi je tudi močno omejeno gibanje molekul, oteženo ali onemogočeno delovanje encimov, upočasnjene pa so tudi kemijske reakcije, ki so potrebne za preživetje mikroorganizmov.

Dr. Mojca Jež, univ. dipl. biotehnolog