Erhaltung von Biosignaturen der Zelloberfläche HALOphiler Mikroorganismen, die der Weltraumstrahlung auf Exocube ausgesetzt sind

• Antragsteller: Dr. Andreas Elsaesser
• Fachliche Zuordnung: Mikrobielle Ökologie und Angewandte Mikrobiologie ; Astrophysik und Astronomie ; Mineralogie, Petrologie und Geochemie ; Paläontologie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 490702919

Falls Leben an einem anderen Ort im Sonnensystem existiert haben sollte, dann aller Wahrscheinlichkeit nach in Form von Mikroorganismen. Eine neue Ära der Exobiologie-Forschung zielt darauf ab, Biosignaturen vergangenen und gegenwärtigen Lebens auf der Erde und anderen Planeten zu identifizieren. Dazu ist es notwendig das Augenmerk nicht nur darauf zu richten, ob mögliche Organismen lediglich tot oder lebendig sind, sondern detailliertere biochemische Modelle zu entwickeln, wie Mikroorganismen unter andersartigen Bedingungen überleben und welche "Biosignaturen" tote Zellen hinterlassen. Umgebungen mit einem hohen Salzanteil bieten den perfekten geobiologischen Kontext, um vorhandenes Leben zu erhalten und Biosignaturen von vergangenem Leben zu bewahren. Salzhaltige Umgebungen sind im Sonnensystem allgegenwärtig, zum Beispiel Evaporitsalzen wie Halit (NaCl), die überall, auf der Erde, dem Mars bis hin zu Meteoriten, gefunden werden können. Weiterhin bietet Halit auch Schutz vor Sonnenstrahlung. Es ist bekannt, dass mikroskopische Flüssigkeitseinschlüsse im Halit nicht nur organische Moleküle, sondern auch lebensfähige Mikroorganismen (halophile Archaeen) beherbergen und über geologische Zeiträume hinweg erhalten können. Neben dem Überleben als "lebende Fossilien" innerhalb der Flüssigkeitseinschlüsse haben deren Zellhüllen (Zellwand und Membran) ein besonders hohes geobiologisches Erhaltungpotenzial. Derzeit ist nur wenig über die Auswirkungen von Sonnenstrahlung auf die Biochemie der Zellhüllen von halophilen Mikrorganismen bekannt. Dies gilt sowohl für die potenzielle Schutzwirkung von Halit für lebende Halophile als auch für die potenziell konservierende Wirkung auf Biosignaturen toter mikrobieller Zellen. Die Ziele des ExocubeHALO-Projekts sind die Bestimmung der Auswirkungen von terrestrischer und Sonnenstrahlung jenseits der schützenden Erdatmosphäre und im Weltraum auf (i) die molekularen Mechanismen, die das langfristige Überleben von halophilen "lebenden fossilen" Mikroorganismen ermöglichen, zu bestimmen und (ii) die Erhaltung ihrer Zellhülle als konservierte Biosignatur zu untersuchen. ExocubeHALO basiert auf einem modularen, schrittweisen Ansatz, um die Stabilität von der Zellhüllen durch Bestrahlung von zuerst Halit-Einschlüsse und schließlich durch Bestrahlung im Weltraum zu untersuchen. Dazu werden Proben an der Außenseite der Internationalen Raumstation im Rahmen der Exocube (Exposure of organics/organisms cube) Mission der Europäischen Weltraumagentur bestrahlt. Dabei ist ExocubeHalo eine unabhängige Studie, die sich auf grundlegende Forschungsfragen in Bezug auf die Biosignaturerhaltung halophiler Mikroorganismen konzentriert. Der schrittweise Ansatz, ergänzt durch eine groß angelegte bodengestützte Analyse, wird eine vollständige Charakterisierung der Auswirkungen von Strahlung auf die Zellhüllen von Haloarchaeen und deren Bestandteile als potentielle Biosignaturen auf der Erde oder anderen Platen (z.B. Mars) ermöglichen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Kooperationspartnerin: Professorin Dr. Adrienne Kish, Ph.D.