|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ПсковГУ |
||
Синтез и разрушение перхлоратов в модельных условиях реголита Марса и их влияние на радиорезистентность микроорганизмовНИР
Synthesis and destruction of perchlorates in the model of the Martian regolith and their influence on the radioresistance of microorganisms
- Руководитель НИР: Чепцов В.С.
- Участники НИР: Козлов И.А., Меркулова А.Ю.
- Подразделение: Кафедра биологии почв
- Срок исполнения: 1 августа 2024 г. - 30 июня 2026 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): 24-72-00004
- Номер ЦИТИС: 124082100047-7
- Тип: Фундаментальная
- Приоритетное направление научных исследований: Рациональное использование природных ресурсов
- Приоритеты и перспективы НТР Российской Федерации согласно Стратегии НТР РФ: возможность эффективного ответа российского общества на большие вызовы
- ПН России: Науки о жизни
- Критическая технология России: Технологии биоинженерии
-
Рубрики ГРНТИ:
- 34.27.23 Экология микроорганизмов
- 41.19.02 Общие проблемы исследований Солнечной системы
- 89.01.94 Загрязнение окружающей среды в результате эксплуатации космической техники. Охрана среды
- 89.27.36 Микробиологические исследования в космических полетах
-
Ключевые слова:
галактические космические лучи, ионизирующая радиация, астробиология, европа, перхлораты, микроорганизмы, марс
mars, astrobiology, perchlorates, ionizing radiation, galactic coscmic rays, europa -
Описание:
Проект посвящен изучению механизмов разрушения и синтеза перхлоратов в условиях Марса и влиянию перхлоратов на жизнеспособность микроорганизмов. В проекте будут изучены механизмы разрушения и синтеза перхлоратов в реголите под действием ионизирующей радиации и модифицирующий эффект перхлоратов в реголите в отношении радиорезистентности. Выполнение указанных задач необходимо как для планирования и реализации космических исследований в ближней перспективе (например, российская миссия "Экспедиция-М"), так и в отдаленном будущем в связи с перспективами пилотируемых межпланетных полетов и доставки инопланетного вещества на Землю. Кроме того, данные о радиорезистентности микроорганизмов в различных условиях вносят вклад в понимание механизмов устойчивости, что в дальнейшем может быть применено в биотехнологических и биоинженерных исследованиях.
-
Abstract:
The presence of perchlorate salts is an important feature of the Martian regolith, which affects the preservation of organic matter and the possibility of survival of microorganisms. Perchlorates can act both as a strong oxidizing agent that destroys organic matter and leads to cell death, and as an energy source for microorganisms, and their solutions can be a source of available water at low temperatures. At the same time, perchlorates can be an indicator of geological and climatic changes on the surface of Mars. Since perchlorates are highly soluble in water, their distribution may indirectly indicate the liquid water cycle on Mars and the conditions under which perchlorates were formed. In this regard, to assess the potential habitability of Mars in the present and past, to build geological models and study the evolution of the planet, as well as to search for biomarkers, it is critical to understand the processes of formation and destruction of perchlorates during the evolution of the planet and the effect of perchlorates on the preservation of biomolecules and cells when exposed to radiation. Due to the absence of a dense atmosphere and magnetic field, the surface of Mars is subjected to intense radiation from galactic cosmic rays. Taking into account the high doses of radiation, it is assumed that the main mechanism for the synthesis of perchlorate is the radiolysis of chlorine-containing Martian soil. At the same time, perchlorates can be destroyed by irradiation. However, to date, there are practically no experiments in this direction. Perchlorates were also found in the ice of Europa, which indicates the existence of a mechanism for the synthesis of perchlorates under atmospheric-free conditions. It is also assumed that the presence of perchlorates can affect the rate of radiolysis of biomolecules and the survival of hypothetical microorganisms in the Martian regolith under the action of ionizing radiation. The negative effect of the presence of perchlorate on the survival of microorganisms was shown under the action of ultraviolet radiation absorbed by the first millimeters of regolith. With respect to ionizing radiation penetrating to depths of up to several meters, this effect has not been studied. This project proposes to conduct a series of experiments on the irradiation of chlorides and perchlorates in pure form and as part of models of regolith and ice at various negative temperatures and at low pressure with accelerated electrons in high doses (up to 20 MGy). After irradiation, the content of various chlorine-containing compounds (including perchlorate ions) will be determined using a wide range of analytical methods. Based on the obtained data, the rate of synthesis and destruction of perchlorates in the Martian regolith and Europa ice in different geological epochs and at different depths will be estimated. It is also planned to conduct experiments on the irradiation of bacteria with accelerated electrons in the presence/absence of perchlorates during immobilization on a mineral matrix and in the composition of ice under conditions of low temperature and low pressure. During these experiments, the influence of the presence of perchlorates during irradiation on the survival of microorganisms in regolith of various compositions (containing and not containing ice) will be evaluated. The results will be interpreted in terms of the possible habitability of the regolith and its various loci (depending on the obtained concentrations of perchlorates and their effect on the survival of bacteria under irradiation) during the geological evolution of Mars. The results of the study may lead to a revision and/or refinement of a number of key concepts of modern astrobiology, influence the conduct of a number of planned space missions, contribute to the adjustment of planetary quarantine measures, and contribute to the understanding of some global processes in the solar system. A large number of current and planned missions to Mars, as well as planned missions to deliver samples from Mars to Earth, significantly increase the relevance of research in this direction.
-
Планируемые результаты:
В результате выполнения проекта будет оценена скорость синтеза и разрушения перхлоратов в реголите Марса при воздействии ионизирующей радиации в зависимости от состава реголита (наличие/отсутствие льда) и температуры при облучении (что соответствует различным регионам Марса). С помощью моделирования будет оценена скорость накопления перхлоратов в реголите на разной глубине и на различных геохронологичесих этапах эволюции Марса. Будет оценено влияние присутствия перхлоратов в реголите на радиорезистентность микроорганизмов в модельных условиях Марса. На основании полученных данных будут сформулированы гипотезы о геологических периодах и эконишах, в которых было возможно выживание микроорганизмов земного типа на Марсе и об эконишах, в которых вероятно сохранение гипотетической биосферы Марса (или ее следов в виде биомаркеров) в настоящее время. Также будет оценена скорость синтеза и накопления перхлоратов во льду Европы с учетом скорости обновления поверхности Европы. Результаты проекта будут соответствовать мировому уровню исследований и дадут ценную информацию для построения астробиологических моделей, изучения эволюции гипотетической биосферы Марса, геологических процессов на Марсе, определения наиболее перспективных потенциально обитаемых регионов и типов геологических отложений на Марсе. Результаты исследования могут привести к пересмотру и/или уточнению ряда ключевых концепций современной астробиологии, повлиять на проведение ряда планируемых космических миссий, способствовать корректировке мер планетарного карантина и внести вклад в понимание некоторых глобальных процессов в Солнечной системе.
-
Научный задел:
Руководителем ранее уже проводились исследования на ускорителе РТЭ-1В с использованием различных климатических камер; при этом отработаны подходы к упаковке и транспортировке образцов (с обеспечением стерильности и температурного режима), облучению образцов (определены способы укладки и извлечения образцов из камеры, токи электронов и длительности сеансов облучения, позволяющие поддерживать определенные температурные режимы, и т.д.). Руководителем получен большой массив данных об устойчивости микробных сообществ и микроорганизмов при облучении ионизирующей радиацией (гамма-излучение, электроны, протоны) в различных условиях, что позволит сопоставить данные, которые будут получены в результате проекта, с устойчивостью микроорганизмов при других режимах воздействия. Проведен ряд исследований, связанных с устойчивостью микроорганизмов к воздействию перхлоратов. Было показано, что в образцах почв и пород, инкубированных с 5% перхлоратом натрия, сохраняется высокое таксономическое разнообразие и численность микроорганизмов, сопоставимые с контролем. Были отработаны методики анализа концентрации перхлоратов фотометрическими и потенциометрическими методами. Были проведены пилотные эксперименты по изучению процессов синтеза и разрушения перхлоратов при облучении ускоренными электронами в безатмосферных условиях . Установлено, что при облучении NaCl в виде смеси с SiO2 и в виде раствора в воде при отрицательных температурах синтезируются ионы ClO4-, и полученные данные свидетельствуют о том, что данный процесс синтеза более эффективен, чем ранее описанные процессы. Тем не менее, в ходе этих экспериментов не проводился анализ ClO2 и ClO3-, использовались лишь наиболее простые по составу модели реголита/льда, облучение проводилось лишь одной дозой и при одной температуре, т.е. не были исследованы зависимости от дозы излучения и температуры при облучении. Руководитель имеет опыт совместной работы с НТК «ЯФ» ФГБОУ ВПО «СПбГПУ», на базе которого будет проведено облучение.
- Добавил в систему: Чепцов Владимир Сергеевич
Источник финансирования НИР
| грант РНФ |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 1 августа 2024 г.-31 декабря 2024 г. | Синтез и разрушение перхлоратов в модельных условиях реголита Марса и их влияние на радиорезистентность микроорганизмов |
| Результаты этапа: В течение отчетного периода проведены следующие работы: 1) Подготовлены к облучению образцы, содержащие перхлорат натрия, следующего состава: А) 30% водный раствор NaClO4 Б) Смесь безводного NaClO4 (10%) с кварцевым песком (SiO2, 90%) В) Кварцевый песок (70%) c добавлением 30% водного раствора NaClO4 (30%) Г) Чистый безводный NaClO4 Д) Чистый моногидрат перхлората натрия NaClO4·H2O Варианты Г и Д, отсутствовавшие в заявке, были добавлены в эксперимент по двум причинам: для возможности сопоставления результатов с ранее полученными данными (Belousov et al., 2024), а также в связи с обнаружением в ходе работы повышенной устойчивости перхлората в виде раствора и возникшим в связи с этим предположением о повышенной устойчивости гидратов перхлората (подробнее в п. 1.4 отчета). 2) Проведено облучение вышеуказанных образцов ускоренными электронами (~1 МэВ) при токе 1 мА при низком давлении (0.01 торр) и двух температурах – около -140°С и около -65°С. Облучение проведено дозами 7.6, 12 и 19.6 МГр при -140°С и 7.5, 12 и 19.5 МГр при -65°С. Облучение проводилось на ускорителе РТЭ-1В (СССР) в НТК «ЯФ» ФГАОУ ВО «СПбПУ» (Санкт-Петербург) с использованием ранее описанной климатической камеры (Pavlov et al., 2022). 3) Для обнаружения газообразного диоксида хлора проведен анализ облученных образцов методом времяпролетной масс-спектрометрии с ионизацией электронным ударом c помощью масс-спектрометра ФТ-200 (Аруев и др., 2019). 4) Для определения концентраций перхлората проведен анализ образцов методом ионометрии (потенциометрии) с помощью перхлорат-селективного электрода ХС-ClO4-001 (Сенсорные системы, Россия) и иономера И-160М (ООО Антех, Беларусь) (Belousov et al., 2024). Также проведен анализ фотометрическим методом - принцип метода заключается в образовании окрашенного комплекса перхлората с метиленовым голубым, экстракции комплекса с помощью хлороформа и определении оптической плотности полученного экстракта (Больц, Льюк, 1963; Химченко, Экспериандова, 2009) на спектрофотометре ПЭ-5400УФ (Экросхим, Россия). 5) Для определения концентраций хлорид-, хлорит-, хлорат- и перхлорат-ионов (Cl-, ClO2-, ClO3-, ClO4-) проведен анализ с помощью системы капиллярного электрофореза со спектрофотометрическим детектированием «Капель-205» (Люмэкс, Россия). Проведено сопоставление концентраций перхлората, полученных тремя методами (ионометрия, фотометрия, капиллярный электрофорез). 6) В связи с отсутствием диоксида хлора по данным масс-спектрометрии (подробнее в п. 1.4 отчета), но наличием признаков его образования (изменение окраски образцов в результате облучения, исчезновение характерной окраски при нагреве) были разработаны и применены другие, незапланированные подходы к обнаружению диоксида хлора, которые, помимо газообразного диоксида хлора, позволяют обнаружить газообразный хлор. Облученные образцы избегая нагрева помещали в охлажденные жидким азотом флаконы, содержащие: А) 0.1 М натрий-фосфатный буфер, рН=7; Б) 0.1 М натрий-фосфатный буфер, рН=7, с 10% йодида калия. Затем флаконы герметично закрывались и медленно нагревались. В результате газы в замкнутом объеме контактировали с растворами. В растворе А происходило растворение газов, и в этих растворах было определено содержание диоксида хлора с помощью реакции с NN-диэтил-п-фенилендиамином (DPD) и определения оптической плотности раствора на спектрофотометре ПЭ-5400УФ (Jensen, Johnson, 1990). В ходе анализа для исключения влияния других окислителей добавлялся глицин. В растворе Б происходила реакция газообразного хлора и диоксида хлора с йодидом калия с образованием хлорид- и хлорит-ионов соответственно. Эти растворы были проанализированы с помощью системы капиллярного электрофореза «Капель-205». В ходе работы удалось провести облучение образцов перхлората сверхвысокими дозами радиации – до 19.6 МГр, при поддержании низкого давления (0.01 торр) и низких температур (-140°С и -65°С). В целом в мире эксперименты со столь высокими дозами очень редки, в связи с чем полученные данные о разрушении перхлората представляют большую ценность. В образцах, облученных дозами 7.5-7.6, 12 и 19.5-19.6 МГр сохранилось 78.8-98.9%, 71.2-96.1% и 61.9-94.3% перхлората соответственно (Рисунок 1). Следует отметить, что при анализе различными методами были получены сходные результаты. Так, коэффициент корреляции между данными потенциометрии и капиллярного электрофореза составил 0.99, спектрофотометрический анализ показал больший разброс значений (R2 0.89). Это свидетельствует о достоверности полученных данных, что важно в связи с большим разнообразием соединений, которые могли бы образоваться при облучении. Доля разрушенного перхлората зависела как от состава образцов, так и от температуры, при которой проводилось облучение. Доля разрушенного перхлората в зависимости от состава образцов повышалась в ряду: 30% раствор (w/v) NaClO4 в воде < NaClO4·H2O < 70% SiO2, 30% раствора NaClO4 (30% w/v) в воде < NaClO4 << 90% SiO2, 10% NaClO4, и отличалась в разы. Так, доля разрушенного перхлората в сухом виде в кварцевом песке была в 4.7-5.0 раз выше, чем в водном растворе без песка. В присутствии кварцевого песка разрушалась большая доля перхлората - в сухом кварцевом песке она была в 1.7-2.4 раза выше, чем для чистого перхлората в сухом виде; в растворе перхлората в присутствии кварцевого песка разрушилось в 1.6-2.2 раза больше молекул по сравнению с раствором перхлората без SiO2. В присутствии воды (льда) сохранялась бóльшая доля перхлората: в растворе сохранилось в 2.2-2.7 больше молекул, чем в чистом безводном перхлорате; в сухом кварцевом песке разрушилось в 2.2-3.0 раза больше молекул, чем в кварцевом песке с раствором перхлората. Вне зависимости от состава образцов наблюдалось увеличение доли разрушенного перхлората при повышении температуры от -140°С до -65°С в 1.4-2.0 раз. | ||
| 2 | 1 января 2025 г.-30 июня 2025 г. | Синтез и разрушение перхлоратов в модельных условиях реголита Марса и их влияние на радиорезистентность микроорганизмов |
| Результаты этапа: Проведены расчеты скоростей разрушения перхлората и образования хлората и диоксида хлора в реголите Марса на различной глубине (в поверхностном слое толщиной 1 см и 1 м) в зависимости от состава облученной мишени, а также во льду Европы на тех же глубинах. Поглощённая доза рассчитывалась с помощью NISTESTAR (https://physics.nist.gov/PhysRefData/Star/Text/ESTAR.html), интенсивность излучения рассчитывалась с помощью пакета GEANT4 с использованием имеющихся данных об интенсивности излучения на поверхности Марса и Европы (Hassler et al., 2014; Pavlov et al., 2019).Проведена подготовка образцов микроорганизмов для оценки влияния перхлората на их радиорезистентность. Схема эксперимента была расширена, была добавлена дополнительная концентрация перхлората (2.5%), а также добавлен один минеральный носитель – аналог реголита Марса MMS-2. Таким образом, всего было подготовлено 486 образцов – 3 вида бактерий (E. coli, B. subtilis, D. radiodurans) × 3 концентрации перхлората (0, 1, 2.5%) × 3 вмещающие матрицы (вода, каолинит, аналог реголита MMS-2) × 6 вариантов воздействия (лабораторный контроль, контроль транспортировки образцов, воздействие низкого давления и температуры без облучения, облучение тремя дозами радиации) × 3 повторности. Для исключения или минимизации влияния перхлората на микроорганизмы до облучения, суспензии клеток в растворах замораживались сразу после приготовления и хранились при -20°С до облучения; для исключения влияния перхлората на клетки во время иммобилизации на минералах, растворы перхлората и суспензии клеток вносились в минеральные носители по отдельности, высушивались, и затем смешивались. Проведено облучение образцов микроорганизмов ускоренными электронами при давлении 0.01 торр и температуре около -60°С дозами 5, 10 и 15 кГр; также проведен контроль воздействия низкого давления и температуры без облучения. Проведен анализ контрольных и облученных образцов микроорганизмов методом посева на плотные питательные среды (Cheptsov et al., 2018a; 2021a), определена численность жизнеспособных бактерий. В настоящее время завершается подготовка статьи по результатам данных анализов. Проведен пилотный эксперимент по изучению синтеза перхлоратов – проведено облучение образцов 30% раствора хлорида натрия при давлении 0.01 торр и температуре около -140°С дозой 7.6 МГр. Проведено определение концентрации перхлората, хлората в образцах методами ионометрии и капиллярного электрофореза. С учетом различий в поглощенной дозы для мишеней различного состава (рассчитанных с помощью NISTESTAR) были получены следующие значения эффективности разрушения перхлората (10^(-3) молекул/эВ): 3.6-4.8, 9.2-13.5, 9.8-12.0, 17.1-24.0 для раствора перхлората в песке, раствора перхлората, чистого сухого перхлората и сухого песка с перхлоратом соответственно при температуре -140°С; 7.0-9.3, 13.2-18.1, 14.9-19.4, 17.6-23.5, 25.3-33.4 для раствора перхлората в песке, моногидрата перхлората, раствора перхлората, чистого сухого перхлората и сухого песка с перхлоратом соответственно при температуре -65°С. Таким образом, эффективность радиолиза перхлората в присутствии воды была ниже; в частности в песке с раствором перхлората (где наблюдалась наименьшая эффективность) она была в 4.8-4.9 раз ниже, чем в сухом песке при -140°С и в 3.6 раз при -65°С. Увеличение устойчивости перхлората к облучению в присутствии воды может быть связано с образованием гидратированных соединений – NaClO4·H2O и NaClO4·2H2O. Это подтверждается полученными результатами – скорость радиолиза безводного перхлората была в 1.3 раза выше, чем моногидрата перхлората. При меньшей температуре эффективность радиолиза для всех вариантов была в 1.4-2.0 раза ниже. Мощность поглощенной дозы ГКЛ на поверхности современного Марса составляет 0.076 Гр/год, тогда как на глубине 1 м мощность дозы равна 0.036 Гр/год (Hassler и др., 2014). Было рассчитано, что при плотности реголита поверхности Марса 2.8 г/см3 (Hassler и др., 2014) мощность дозы ГКЛ, усредненная по слою в один метр, равна 3.3 × 109 эВ∙см–2∙с–1 (3.3 × 107 эВ∙см–3∙с–1); мощность дозы ГКЛ, усреднённая по слою в 1 см, составляет 6.912 × 109 эВ∙см–2∙с–1. На Европе мощность поглощенной дозы электронов лежит в диапазоне от ~104 Гр/год на глубине 1 см до ~1 Гр/год на глубине 1 м (Pavlov и др., 2019). По результатам расчетов, мощность дозы, усредненная по слою в 1 см, составляет 5.33 × 1012 эВ∙см–2∙с–1. Для 1 м - 5.33 × 108 эВ∙см–3∙с–1. На основании этих расчетов, а также приведенных выше данных о скорости радиолиза перхлората рассчитано, что в реголите Марса при температуре -65°С скорость радиолиза должна составлять в поверхностном слое 1 см (10^8 молекул/см3/с): 0.5-0.6, 0.9-1.3, 1.0-1.3, 1.2-1.6, 1.7-2.3 для перхлората в песке со льдом, моногидрата перхлората, льда с перхлоратом, чистого сухого перхлората и сухого песка с перхлоратом соответственно. Значения для слоя в 1 м ниже в ~210 раз. Аналогичным образом рассчитаны значения для температуры -140°С (полярные области планеты), которые пропорционально ниже в связи с меньшей эффективностью радиолиза. Во льду Европы в поверхностном слое 1 см при -140°С скорость радиолиза должна составлять (10^10 молекул/см3/с) 4.9-7.2 и 5.2-6.4 для перхлората во льду и чистого перхлората; в слое 1 м скорость радиолиза на 4 порядка ниже. В облученных образцах методом капиллярного электрофореза обнаружены хлорат-ионы (ClO3-). Эффективность их синтеза составила (10^(-3) молекул/эВ): 4.7-6.5, 4.3-4.6, 4.1-5.1, 0.2-0.5, 0.1-0.3 для чистого перхлората, моногидрата перхлората, раствора перхлората, перхлората с песком без воды и раствора перхлората в песке соответственно. Следует отметить, что в отсутствие воды эффективность образования хлората была ниже, в присутствии кварцевого песка – значительно (на порядок) выше. Значимых различий в зависимости от температуры не было выявлено. Это свидетельствует о том, что от состава матрицы, в которой происходит радиолиз перхлората, зависит не только кинетика процесса, но и механизм (реакции) радиолиза. Расчетная скорость синтеза хлората в поверхностном (1 см) слое реголита Марса составила (10^6 молекул/см3/с): 32.4-44.6, 29.6-31.2, 28.1-35.1, 1.5-3.7, 0.8-2.4 для чистого перхлората, моногидрата перхлората, раствора перхлората, перхлората с песком без воды и раствора перхлората в песке соответственно. В поверхностном (1 см) слое перхлорат-содержащего льда Европы расчетная скорость образования хлората составила 2.2-2.7×10^10 молекул/см3/с. Следует отметить, что при снижении концентрации перхлората скорость образования хлората будет ниже (на Марсе и Европе перхлорат обнаружен в гораздо меньших концентрациях, чем использованные в эксперименте). Хлорид-ионы (Cl-) и хлорит-ионы (ClO2-) в облученных образцах не были обнаружены, что свидетельствует о том, что эффективность их образования в качестве конечного продукта радиолиза как минимум в 50-1000 раз (в зависимости от варианта эксперимента) ниже, чем эффективность образования хлората, или же они не синтезируются вовсе. В результате масс-спектрометрического анализа облученных образцов диоксид хлора не был обнаружен, однако в масс-спектрах наблюдалось большое количество атомарного кислорода (в отличие от масс-спектров необлученных образцов). Возможно, диоксид хлора вступал в реакцию с материалами камеры масс-спектрометра или полностью разрушался при ионизации пробы. В связи с этим было проведен анализ содержания диоксида хлора в образцах другими методами, как описано выше. Диоксид хлора был обнаружен в трех вариантах образцов из пяти: безводный перхлорат, моногидрат, раствор перхлората в концентрациях до 2 мг/г образца. Эффективность синтеза для безводного перхлората и моногидрата мало отличалась и составила 0.49-0.60×10^(-3) молекул/эВ, для водного раствора перхлората эффективность была ниже и составила около 0.1×10^(-3) молекул/эВ. В обоих вариантах, содержавших кварцевый песок, диоксид хлора не был обнаружен, следовательно (с учетом чувствительности методов), эффективность его синтеза была как минимум на два порядка ниже. Во всех вариантах образцов был обнаружен газообразный хлор. Для безводного перхлората, моногидрата, и раствора перхлората эффективность его синтеза составляла около 1.5-1.8×10^(-3) молекул/эВ, для вариантов с песком – около 0.3-0.6×10^(-3) молекул/эВ. В результате облучения микроорганизмов установлено, что присутствие перхлората натрия в концентрациях до 2.5% не влияет на выживаемость микроорганизмов при облучении ионизирующей радиацией (в отличие от показанного ранее эффекта при УФ-облучении). Это свидетельствует в пользу потенциальной обитаемости перхлорат-содержащих экологических ниш на Марсе. Для E. coli и D. radiodurans наблюдалось резкое (на 2-3 порядка) снижение численности культивируемых клеток в присутствии перхлората в необлученных образцах; однако после экспозиции в вакууме при низкой температуре численность возрастала на 1-2 порядка, что свидетельствует о переходе части клеток в некультивируемое, но жизнеспособное состояние при действии перхлората, и возврату в культивируемое состояние после дополнительного стрессового воздействия. Для B. subtilis подобный эффект отсутствовал. Для E. coli и D. radiodurans наблюдалась повышенная в 4-5 раз устойчивость при облучении на минеральном носителе по сравнению со льдом, что может объясняться снижением количества свободных радикалов, одним из основных источников которых является вода. Для B. subtilis, напротив, устойчивость при облучении во льду была сопоставима с радиорезистентностью при облучении на минеральных носителях. В целом, наблюдалась высокая радиорезистентность бактерий в модельных условиях – снижение численности клеток не превышало 2 порядков для B subtilis и D.radiodurans и 3 порядков для E.coli при максимальных дозах излучения. В эксперименте по синтезу перхлората при низкой температуре (-140°С) выявлено резкое снижение скорости синтеза в сравнении с ранее полученными данными (при -50°С) – примерно на 5 порядков. Перхлорат-ионы были обнаружены на пределе чувствительности методов, хлорат-ионы не были обнаружены. В связи с этим планируется модификация методик анализа (концентрирование образцов, устранение интерферирующих ионов) для повышения чувствительности. Таким образом, все заявленные результаты полностью достигнуты, а также получен ряд дополнительных, незапланированных результатов. | ||
| 3 | 1 июля 2025 г.-31 декабря 2025 г. | Синтез и разрушение перхлоратов в модельных условиях реголита Марса и их влияние на радиорезистентность микроорганизмов |
| Результаты этапа: Подготовлены и направлены в редакции журналов Icarus и Solar System Research две статьи по результатам этапов 1 и 2. Проведена нормализация ранее полученных данных о радиохимическом выходе различных хлорсодержащих соединений. Установлено, что тип минеральной матрицы оказывает малый эффект на скорость образования хлората. Установлено, что при повышении температуры при облучении увеличивается эффективность синтеза хлорита, хлорида, диоксида хлора и газообразного хлора. | ||
| 4 | 1 января 2026 г.-30 июня 2026 г. | Синтез и разрушение перхлоратов в модельных условиях реголита Марса и их влияние на радиорезистентность микроорганизмов |
| Результаты этапа: - | ||
Прикрепленные к НИР результаты
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".