Ein wesentliches Ziel der Weltraumforschung ist die Suche nach Signaturen von Lebensformen und Biomolekülen auf andere Himmelskörper und Monde in unserem Sonnensystem. Die Übertragung von Mikroorganismen oder Biomoleküle irdischen Ursprungs zu kritischen Bereichen der Exploration ist besonders gefährdet, Einfluss auf die Entwicklung und die Integrität des Lebens-Erkennung Missionen auf Himmelskörper wie Mars und Europa1. Die internationalen Richtlinien der planetaren Schutz, gegründet 1967 durch Ausschuss Space Research (COSPAR) strenge Vorschriften für die bemannte und unbemannte Missionen zu anderen Planeten, deren Monde, Asteroiden und andere Himmelskörper zu verhängen und regulieren die Reinigung und Sterilisation von ein Raumschiff und kritischen Hardwarekomponenten vor, um Verunreinigung irdische Mikroorganismen zu beseitigen und zu verhindern Kreuzkontamination von Himmelskörpern2zu starten. Im letzten Jahrzehnt hat die Anwendung von nichtthermischen Plasmen breite Aufmerksamkeit in der biomedizinischen und ernährungswissenschaftliche Forschung sowie in Raumfahrt-Anwendungen3,4,5gewonnen. Plasmasterilisation ist eine vielversprechende Alternative zu herkömmlichen Sterilisationsmethoden, da sie schnelle und effiziente mikrobielle Inaktivierung6, dabei sanft, sensibel und labil Materialien Wärme bietet. Plasma-Entladungen enthalten eine Mischung aus reaktiven Substanzen wie freie Radikale, geladene Teilchen, Neutral/aufgeregt Atome, Photonen im Ultraviolett (UV) und Vakuum-Ultraviolett (VUV) Spektrum führen zu schnellen mikrobiellen Inaktivierung3. In dieser Studie verwenden wir Niederdruckplasma erzeugt durch doppelte Induktiv gekoppelte Niederdruck-Plasma (DICP) Quelle7,8 , um Bacillus Subtilis Endosporen verteilt auf Test Glasoberfläche zu inaktivieren.
Gram-positiven Bakterien der Familie Bacillaceae sind weit verbreitet in natürlichen Lebensräumen von Böden, Sedimenten und Luft sowie in außergewöhnlichen Umgebungen wie Reinraumanlagen und der internationalen Raumstation ISS9,10 ,11. Das auffälligste Merkmal der Gattung Bacillus ist die Fähigkeit, hochresistente ruhende Endosporen (nachfolgend Sporen) zu bilden, um ungünstige Bedingungen, wie z. B. Nährstoffverarmung12zu überleben. Sporen sind in der Regel wesentlich widerstandsfähiger als ihre Gegenstücke der vegetativen Zelle zu einer Vielzahl von Behandlungen und Umwelteinflüsse wie Hitze, UV, Gammabestrahlung, Austrocknung, mechanische Störungen und giftige Chemikalien, wie z. B. starken Oxidationsmitteln oder pH-Wert-Änderung Agenten (rezensiert in Referenzen13,14) und sind daher ideale Objekte zur Prüfung der Wirksamkeit von mikrobiellen Inaktivierungsverfahren. Da genomischer DNA ein wichtiges Ziel der Plasmabehandlung von Bakterien15,16, die Reparatur von Plasma-induzierten DNA-Läsionen ist (z. B. DNA-Doppelstrang Brüche) auf Spore Revival ist entscheidend für das Überleben der Bakterien13, 17.
So, wir studieren die Keimfähigkeit der Sporen und die Rolle der DNA-Reparatur während der Keimung der Spore und Auswuchs nach der Behandlung der Sporen mit Niederdruck-Argon-Plasma durch folgende einzelne Sporen und ihren Ausdruck der Fluoreszenz-markierten DNA zu reparieren RecA-Protein mit zeitaufgelösten konfokale Fluoreszenzmikroskopie. Wir geben eine Schritt für Schritt Anleitung für die Zubereitung von B. Subtilis Sporen in Monolagen zur Erreichung reproduzierbare Testergebnisse, die Behandlung von Spore Monolagen mit Niederdruck-Plasma für die Sterilisation, die Vorbereitung von Plasma behandelt Sporen für Ultrastrukturforschung Auswertung über Rasterelektronenmikroskopie (SEM) und live Zellanalyse Mikroskopie auf der Ebene der einzelnen Sporen im Konzert mit der Überwachung der aktiven DNS Reparatur Prozesse, die innerhalb der Zelle in Reaktion auf die Plasmabehandlung.