Uzay araçlarına ulaşan mikroorganizmalar temizodalardan nasıl kurtuldu?

“Biyobilimlerde habitat üzerinde yaşayan canlılığın türler arasındaki yaşamsal kaosu mükemmel bir uyum içinde. İster tek hücreli (prokaryot) ister çok hücreli (ökaryot) canlılar olsun popülasyon içindeki avın avcıya özgüllüğü ve popülasyondaki birey sayıları gibi av-avcı ilişkileri o kadar güzel tasarlanmıştır ki avcının tanımadığı yeni bir türün o habitata girmesi canlıların verdiği yaşamsal kaosta birçok taşı yerinden oynatacaktır. Dünya dışı araştırmaları yürüten devletler bu hususa dikkat etmekte ve Dünya’da bulunan canlılığın uzaya taşınmasını engellemeye yönelik ileri düzeyde çalışmalar yapmakta.”

Gezegensel korumanın önemli hususlarından biri insan kaynaklı kirleticilerin uzay aracına ulaşmasını engellemektir. NASA’nın gezegen koruma programının temel görevlerinden bir diğeri ise dünya dışı ortamların Dünya yaşamı ile kontaminasyonunu önlemek ve diğer gezegenleri ve gelecekteki yaşamı algılama misyonlarının bütünlüğünü korumaktır. Meydana gelebilecek kontaminasyonların engellenmesi için çeşitli süreçlerin uygulandığı temizoda tesisleri bulunmaktadır. Bu tesisler, tezgâhlar ve uzay malzemeleri için alkollü bezler; zeminler için alkali deterjanlar kullanılarak rutin bir şekilde temizlenen, kuru ısıl işlemlerinin gerçekleştirildiği düşük nemli ortamlardır. 

Temizoda tesislerinde; NASA, uzay aracının biyolojik kirlenmesini en aza indirmek için çeşitli gezegen koruma önlemleri uygular. Bu adımlar önemlidir; çünkü Dünya tabanlı mikroorganizmalar tarafından gerçekleşebilecek bir kontaminasyon, yanlış sonuçlara sebep olabilecek yaşam tespit görevlerini tehlikeye atabilir.

Bununla birlikte; yoğun sterilizasyon süreçlerine rağmen, temizodada bulunan mikropların tür ve miktar tayini için alınan örneklerden yapılan moleküler genetik analizler, temizodaların mikroorganizmalardan oluşan çeşitli bir koleksiyonu (bakteri, arkea ve mantarları içeren bir uzay aracı mikrobiyomunu) barındırdığını göstermektedir. Bir bakteri türü olan “Acinetobacter”, uzay aracı mikrobiyomunun baskın üyeleri arasındadır. 

On dört kimya lisans öğrencisi, üç kimya mezunu, biyolojik bilimlerdeki beş lisans öğrencisi ve bilim insanlarından oluşan 22 kişilik bir ekip Astrobiology dergisinde kontaminasyonun devam etmesinin nedenini açıklayan ve ilk biyokimyasal kanıtı sunan bir makale yayınladı. Çalışma öğrencilere uygulamalı deneyimler sunmak için Cal Poly Pomona Üniversitesinin öğrenme felsefesini destekleyecek şekilde tasarlandı. Öğrenciler çoğunlukla enzimoloji, moleküler mikrobiyoloji ve analitik kimya alanlarında tez projeleri olarak araştırma yaptılar.

Uzay aracı mikrobiyomunun temizoda tesislerine nasıl direnç sağladığını anlamak için, araştırma ekibi Mars Odyssey ve Phoenix uzay araçları tesislerinden orijinal olarak izole edilen birkaç Acinetobacter suşunu analiz etti.

Çalışma ekibi; besinsel olarak kısıtlı koşullar altında, test edilen mikroorganizmaların çoğunun büyüdüğünü ve uzay aracı montajı sırasında kullanılan temizlik maddelerini biyolojik olarak bozduğunu buldular. Çalışmalar, kültürlerin oksidatif strese karşı makul toleranslar sergilerken, tek bir karbon kaynağı olarak etil alkol üzerinde büyüdüğünü gösterdi. Bu önemlidir; çünkü oksidatif stres, Mars gibi kuru ve yüksek radyasyonlu ortamlarla ilişkilendirilmektedir.

Test edilen mikroorganizmalar, mikrobiyom için potansiyel enerji kaynağı olarak görev yapan bu ürünlerle birlikte izopropil alkol ve Kleenol 30’u biyolojik olarak bozabildi. Bu sonuç; besinsel olarak kısıtlı koşullar altında, oksidatif strese karşı gösterilen tolerans ve izopropil alkol ve Kleenol 30’un biyodegradasyonu birlikte düşünüldüğünde uzay aracı temizleme reaktiflerinin oligotrofik koşullar etrafında mikroorganizmalar tarafından besin kaynağı olarak kullanılabileceğini ve test edilen mikroorganizmaların düşük nemli ortamlarla ilişkili oksidatif streslere karşı ekstremotoleranslarını sürdürdüklerini göstermektedir.

Her zaman temizodalara giren mikroorganizmalar bulunmakta ancak önemli sorunlardan biri de mikropların temizodalarda hayatta kalmayı başarmasıydı. Ve neden temizodalar için ortak bir dizi mikroorganizma varlığı söz konusuydu? Bu sorunlardan bahseden araştırma ekibi üyeleri, yapılan araştırmalarla bu mikroorganizmaların neden temizodalarda kaldığına dair gezegensel koruma topluluğuna temel bir bakış açısı verdiklerini söyledi. 

NASA Jet Propulsion Laboratuvarı’nda mikrobiyolog olan Parag Vaishampayan, “Bu mikropları daha iyi anlamak istiyoruz, çünkü temizodalarda hayatta kalmak için onları adapte eden yetenekler onların bir uzay aracında hayatta kalmasına izin verebilir” dedi. Bu durum göz önüne alındığında, hayatta kalmayı başaran patojen mikroorganizmalar uzayda çeşitli kontaminasyonlara sebep olabilir.

Yapılan araştırmalar ilerleyen süreçlerde biyolojik yapıların kontrol edilebilmesi için uzay aracıyla uyumlu olan farklı temizleme reaktiflerinin potansiyel ihtiyacını vurgulamakta ve daha sıkı dekontaminasyon adımlarının gerekli olduğunu belirtmektedir.

Kaynaklar 

Türkoğlu, A., (2004) Balastla gelen istilacı türler, TÜBİTAK Bilim ve Teknik Dergisi, 445; 28-29.

https://m.phys.org/news/2018-06-team-microbes-survive-rooms-contaminate.html 

https://doi.org/10.1089/ast.2017.1814

https://www.nasa.gov/centers/jpl/news/microbe20131106.html