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Over-Expression of UV-Damage DNA Repair Genes and Ribonucleic Acid Persistence Contribute to the Resilience of Dried Biofilms of the Desert Cyanobacetrium Chroococcidiopsis Exposed to Mars-Like UV Flux and Long-Term Desiccation

Mosca, Claudia und Rothschild, Lynn J. und Napoli, Alessandro und Ferré, Fabrizio und Pietrosanto, Marco und Fagliarone, Claudia und Baqué, Mickael und Rabbow, Elke und Rettberg, Petra und Billi, Daniela (2021) Over-Expression of UV-Damage DNA Repair Genes and Ribonucleic Acid Persistence Contribute to the Resilience of Dried Biofilms of the Desert Cyanobacetrium Chroococcidiopsis Exposed to Mars-Like UV Flux and Long-Term Desiccation. In: Astrobiology At The Interface: Interactions Between Biospheres, Geospheres, Hydrospheres And Atmospheres Under Planetary Conditions (E-Book, Frontiers 'Research Topic') Frontiers Media S.A..

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Offizielle URL: https://www.frontiersin.org/research-topics/9595/astrobiology-at-the-interface-interactions-between-biospheres-geospheres-hydrospheres-and-atmosphere

Kurzfassung

The survival limits of the desert cyanobacterium Chroococcidiopsis were challenged by rewetting dried biofilms and dried biofilms exposed to 1.5 × 10³ kJ/m² of a Mars-like UV, after 7 years of air-dried storage. PCR-stop assays revealed the presence of DNA lesions in dried biofilms and an increased accumulation in dried-UV-irradiated biofilms. Different types and/or amounts of DNA lesions were highlighted by a different expression of uvrA, uvrB, uvrC, phrA, and uvsE genes in dried-rewetted biofilms and dried-UV-irradiatedrewetted biofilms, after rehydration for 30 and 60 min. The up-regulation in dried-rewetted biofilms of uvsE gene encoding an UV damage endonuclease, suggested that UV-damage DNA repair contributed to the repair of desiccation-induced damage. While the phrA gene encoding a photolyase was up-regulated only in dried-UV-irradiated-rewetted biofilms. Nucleotide excision repair genes were over-expressed in dried-rewetted biofilms and dried-UV-irradiated-rewetted biofilms, with uvrC gene showing the highest increase in dried-UV-irradiated-rewetted biofilms. Dried biofilms preserved intact mRNAs (at least of the investigated genes) and 16S ribosomal RNA that the persistence of the ribosome machinery and mRNAs might have played a key role in the early phase recovery. Results have implications for the search of extra-terrestrial life by contributing to the definition of habitability of astrobiologically relevant targets such as Mars or planets orbiting around other stars.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/141519/
Dokumentart:Beitrag in einem Lehr- oder Fachbuch
Zusätzliche Informationen:Dieser Artikel wurde als Zeitschriftenbeitrag bereits 2019 veröffentlicht: Mosca, C., Rothschild, L.J., Napoli, A., Ferré, F., Pietrosanto, M., Fagliarone, C., Baqué, M., Rabbow, E., Rettberg, P., Billi, D. (2019) Over-Expression of UV-Damage DNA Repair Genes and Ribonucleic Acid Persistence Contribute to the Resilience of Dried Biofilms of the Desert Cyanobacetrium Chroococcidiopsis Exposed to Mars-Like UV Flux and Long-Term Desiccation. Frontiers in Microbiology. 2019; 10: 2312. Frontiers Media S.A.. DOI: 10.3389/fmicb.2019.02312 ISSN 1664-302X. elib ID: https://elib.dlr.de/129600/
Titel:Over-Expression of UV-Damage DNA Repair Genes and Ribonucleic Acid Persistence Contribute to the Resilience of Dried Biofilms of the Desert Cyanobacetrium Chroococcidiopsis Exposed to Mars-Like UV Flux and Long-Term Desiccation
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Mosca, ClaudiaDepartment of Biology, University of Rome Tor Vergata, Rome, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rothschild, Lynn J.Earth Sciences Division, NASA Ames Research Center, Mountain View, CA, United StatesNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Napoli, AlessandroDepartment of Biology, University of Rome Tor Vergata, Rome, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ferré, FabrizioDepartment of Pharmacy and Biotechnology, University of Bologna Alma Mater, Bologna, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Pietrosanto, MarcoDepartment of Pharmacy and Biotechnology, University of Bologna Alma Mater, Bologna, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fagliarone, ClaudiaDepartment of Pharmacy and Biotechnology, University of Bologna Alma Mater, Bologna, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Baqué, MickaelMickael.Baque (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6696-6030NICHT 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
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
Billi, DanielaDepartment of Biology, University of Rome Tor Vergata, Rome, Italy; billi (at) uniroma2.itNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:12 Januar 2021
Erschienen in:Astrobiology At The Interface: Interactions Between Biospheres, Geospheres, Hydrospheres And Atmospheres Under Planetary Conditions (E-Book, Frontiers 'Research Topic')
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Milojevic, TetyanaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kish, AdrienneNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Yamagishi, AkihikoNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Frontiers Media S.A.
Status:veröffentlicht
Stichwörter:habitability and astrobiology, anhydrobiosis, desert cyanobacteria, Mars UV simulation, DNA repair
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erforschung des Weltraums
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EW - Erforschung des Weltraums
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Vorhaben Planetary Evolution and Life (alt), R - Projekt ISS LIFE 2.0
Standort: Berlin-Adlershof , Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Planetenforschung > Leitungsbereich PF
Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin > Strahlenbiologie
Hinterlegt von: Kopp, Kerstin
Hinterlegt am:31 Mär 2021 08:24
Letzte Änderung:14 Apr 2021 15:48

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