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On the Stability of Deinoxanthin Exposed to Mars Conditions during a Long-Term Space Mission and Implications for Biomarker Detection on Other Planets

Leuko, Stefan und Bohmeier, Maria und Hanke, Franziska und Böettger, Ute und Rabbow, Elke und Parpart, André und Rettberg, Petra und de Vera, Jean-Pierre Paul (2017) On the Stability of Deinoxanthin Exposed to Mars Conditions during a Long-Term Space Mission and Implications for Biomarker Detection on Other Planets. Frontiers in Microbiology, 8, Seite 1680. Frontiers Media S.A.. doi: 10.3389/fmicb.2017.01680. ISSN 1664-302X.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
2MB

Offizielle URL: http://dx.doi.org/10.3389/fmicb.2017.01680

Kurzfassung

Outer space, the final frontier, is a hostile and unforgiving place for any form of life as we know it. The unique environment of space allows for a close simulation of Mars surface conditions that cannot be simulated as accurately on the Earth. For this experiment, we tested the resistance of Deinococcus radiodurans to survive exposure to simulated Mars-like conditions in low-Earth orbit for a prolonged period of time as part of the Biology and Mars experiment (BIOMEX) project. Special focus was placed on the integrity of the carotenoid deinoxanthin, which may serve as a potential biomarker to search for remnants of life on other planets. Survival was investigated by evaluating colony forming units, damage inflicted to the 16S rRNA gene by quantitative PCR, and the integrity and detectability of deinoxanthin by Raman spectroscopy. Exposure to space conditions had a strong detrimental effect on the survival of the strains and the 16S rRNA integrity, yet results show that deinoxanthin survives exposure to conditions as they prevail on Mars. Solar radiation is not only strongly detrimental to the survival and 16S rRNA integrity but also to the Raman signal of deinoxanthin. Samples not exposed to solar radiation showed only minuscule signs of deterioration. To test whether deinoxanthin is able to withstand the tested parameters without the protection of the cell, it was extracted from cell homogenate and exposed to high/low temperatures, vacuum, germicidal UV-C radiation, and simulated solar radiation. Results obtained by Raman investigations showed a strong resistance of deinoxanthin against outer space and Mars conditions, with the only exception of the exposure to simulated solar radiation. Therefore, deinoxanthin proved to be a suitable easily detectable biomarker for the search of Earth-like organic pigment-containing life on other planets.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/114222/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Zusätzliche Informationen:Auch erschienen in: Olsson-Francis, K., Billi, D., Teske, A., de Vera, J.-P. P., eds. (2019). Habitability Beyond Earth. Lausanne: Frontiers Media. doi: 10.3389/978-2-88945-765-6
Titel:On the Stability of Deinoxanthin Exposed to Mars Conditions during a Long-Term Space Mission and Implications for Biomarker Detection on Other Planets
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Leuko, Stefanradiation biology department, institute of aerospace medicine, german aerospace center (dlr e.v.), linder hoehe, 51147 cologne, germany; stefan.leuko (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-0423-0896NICHT SPEZIFIZIERT
Bohmeier, Mariaradiation biology department, institute of aerospace medicine, german aerospace center (dlr), cologne, germanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hanke, Franziskainstitut für optische sensorsysteme, german aerospace center (dlr), berlinNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Böettger, Uteinstitut für optische sensorsysteme, german aerospace center (dlr), berlinNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rabbow, Elkeradiation biology department, institute of aerospace medicine, german aerospace center (dlr), cologne, germany; Elke.Rabbow (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9301-2021NICHT SPEZIFIZIERT
Parpart, Andréradiation biology department, institute of aerospace medicine, german aerospace center (dlr), cologne, germanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rettberg, Petraradiation biology department, institute of aerospace medicine, german aerospace center (dlr), cologne, germany; petra.rettberg (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4439-2395NICHT SPEZIFIZIERT
de Vera, Jean-Pierre Paulinstitute of planetary research, german aerospace center (dlr) berlin, berlin, germanyhttps://orcid.org/0000-0002-9530-5821NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2017
Erschienen in:Frontiers in Microbiology
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:8
DOI:10.3389/fmicb.2017.01680
Seitenbereich:Seite 1680
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Jia, BaoleiChung-Ang University, South KoreaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Frontiers Media S.A.
ISSN:1664-302X
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Raman spectroscopy, Deinococcus radiodurans, deinoxanthin, Mars
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R FR - Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Vorhaben Strahlenbiologie (alt), R - Exploration des Sonnensystems
Standort: Berlin-Adlershof , Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin > Strahlenbiologie
Institut für Planetenforschung > Leitungsbereich PF
Institut für Optische Sensorsysteme
Hinterlegt von: Kopp, Kerstin
Hinterlegt am:21 Sep 2017 13:11
Letzte Änderung:08 Nov 2023 15:17

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