Űrkutatás: Miért egerek, sörök és spermiumok küldtek az Orbitra

1961. április 12. Jurij Gagarin Ő lett az első ember a történelemben, hogy repüljen az űrbe. Néhány évtizeddel később a hihetetlen lett szinte triviális - a világ elkezdett beszélni az űrturizmusról. Igaz, hogy nem kezdett nagyon simán: 1986-ban az első űrturista amerikai tanár lett, Christa McAuliffe, aki 73 másodperccel a Challenger shuttle elindítása után halt meg, és az Egyesült Államok törvényt fogadott el, amely tiltja a repülést a nem szakemberek számára. A világ azonban megváltozott, és javultak az utasok biztonságának biztosítása.

Üzletember Dennis Tito, a Canonical alapító, Mark Shuttleworth, az érzékelők korlátlan alapítója, Gregory Olsen, a Prodea Systems alapítója Anoushe Ansari, az első nő az űrturisták között, a szándékos Software Corporation vezetője, Charles Simony (és kétszer), a számítógépes játékfejlesztő, Richard Garry, már sikerült meglátogatni az ISS-t és Cirque du Soleil vezérigazgatója, Guy Laliberte. És Ilona Maska egy Tesla kocsi elindításával a fedélzeten a próbabábu segítségével nem lehet lenyűgözni - különös tekintettel a „The Hitchhiker Guide to the Galaxy” című regényre, a multimédiás rendszer „Ne pánik” üzenet formájában.

Mindez azonban nem jelenti azt, hogy az emberiség leállította a kozmoszt. Még mindig sok feladatunk van, mint például a Mars gyarmatosítási terve. És most, a tudósok nem hagyják ki a lehetőséget, hogy a saját célra használják a helyet. A Nemzetközi Űrállomás laboratórium, amely pályán kering, ahol egyedülálló kísérleteket végezhet. Ez hasznos lehet az asztronauták és a Mars jövőbeli lakói számára is, a repülés, amelyre kiderült, hogy kétszer olyan veszélyes, mint mindenki. Eddig azonban legalább lehetővé teszi a tudományos, beleértve az orvosi, felfedezéseket is.

Twin űrhajósok és a genom megváltoztatása

Scott és Mark Kelly az egyetlen teljesen azonos kosmonauta a világon (azonos ikrek). Legalábbis addig, amíg Scott majdnem egy évet töltött súlytalansági körülmények között. Általában az űrhajósok legfeljebb hat hónapig "élnek" az ISS-en, de Scott Kellyt szándékosan hosszabb ideig küldték az állomásra, hogy a testében bekövetkezett változások jobban észrevehetők legyenek. A visszatérés után a kutatók összehasonlították a teljesítményét a bátyjával: kiderült, hogy Scott magassága közel öt centiméterrel nőtt. Emellett a testtömege lecsökkent, a bél mikrobiomája (egy mikroorganizmus-készlet) szinte teljesen megváltozott, és a genom előzetes elemzés szerint néhány változáson ment keresztül.

Mindez lehetővé tette, hogy a NASA szakértői kijelenthessék, hogy Scott Kelly testében aktiválódott a "kozmikus" gének csoportja, amelyek befolyásolják az immunitást, a csontszövet jellemzőit, a látást, a hallást és néhány más mutatót. Annak ellenére, hogy a változások többsége (például növekedés) egy bizonyos idő elteltével visszatért a kiindulási pontra, a gének 7% -át az új állapotban rögzítették. A tudósok úgy vélik, hogy a „kozmikus stresszben” kell keresni, hogy mi történik, ami egy olyan atipikus környezet testére gyakorol hatást, amelyet a test fenyegetésként érzékel, és ennek megfelelően válaszol.

Scott Kelly testében aktiválódott a "kozmikus" gének csoportja, amelyek az immunitást, a csontszövet jellemzőit, a látást, a hallást érintik.

A korábbi tanulmányokban egyébként azt is megjegyezték, hogy az űrbe történő különleges repülés hatással van az agyra, ami neuroplasztikusabbá teszi. A Michigani Egyetemen végzett kísérlet szerint az űrhajósok szürkésanyagának mennyisége egyes területeken csökkent, míg másokban, amelyek jelenleg sokkal szükségesebbek voltak - például az alsó végtagmozgásért felelős zónákban - nőtt.

Ugyanakkor a Floridai Egyetem tudósainak egy csoportja rájött, hogy az űrhajósoknak nagyobb a szívproblémák kockázata a Holdra utazáskor: az Apollo-résztvevők 1961-től 1972-ig tartó adatai alapján megállapították, hogy a kozmikus sugárzás kb. ötször több kárt okoz a szívnek és a "hold" űrhajósoknak az űrhajósokkal szemben, akik soha nem repültek a Holdra.

Pinky és Brain: egerek az űrben

A máj állapotát nemcsak az alkohol és a zsíros ételek befolyásolják, hanem az űrbe történő járatok is. Ezt a következtetést 2011-ben a Colorado Egyetem kutatói tették, akik majdnem két hétig (vagy pontosabban tizenhárom és fél napig) először elküldték a rágcsálókat az űrbe, majd megnézették, hogyan változtak meg szerveik e szokatlan utazás után. Az adatok elemzése azt mutatta, hogy a fő problémákat a máj okozta: az állatok az alkoholmentes zsírbetegség kezdeti jeleit találták. Meglehetősen nehéz megállapítani az ilyen kísérletek pontos okát, de a tudósok azt sugallják, hogy a repülés olyan folyamatokat váltott ki, amelyek a fibrosis (kötőszövet proliferációja) kialakulását provokálják.

A laboratóriumi egerek tekintetében - a modern tudomány űrbe való utazása a legfontosabbak közé tartozik. A rágcsálókkal kapcsolatos kísérleteket etikai okokból nem lehet reprodukálni az emberekben, de segítenek megérteni, hogy az emberi test képes-e megbirkózni a tartós, erős kozmikus sugárzás hatásával, amely például rosszindulatú daganatokhoz vezethet. Nem csak felnőtt egereket küldünk az ISS-be, hanem az egér fagyasztott embrióit is. Miután visszatértek a Földre, bejuttatják őket a helyettesítő egér anyák szervezetébe, és hagyományos körülmények között figyelik az egerek növekedését és fejlődését.

A múlt év közepén a kaliforniai tudósok bejelentették, hogy negyven egeret küldnek az ISS-nek egyszerre egy új osteoporosis vakcina tesztelésére. A NELL-1 csontfehérje alapján kifejlesztett kísérleti gyógyszernek meg kell védenie a csontszövetet az osteoclastoktól - az elpusztító sejtektől. Régóta ismert, hogy ötven év után az emberek évente átlagosan 0,5% -kal veszítik el a csontszövetet. Súlytalan körülmények között azonban ez a folyamat felgyorsul. Ha a tesztek sikeresek lesznek, a vakcina mindkét űrhajósnak segíti majd a pályát, akik hónapokat töltenek a pályán, és a "földeket", akik csontkárosodással találkoznak.

Hely Sörgyár

Az első pillantásra nem tudományosnak tűnő témákban végzett kutatások bősége (például annak megállapítása, hogy a nők miért szippantják a partnerük ingét) segít abban, hogy a tudomány nem feltétlenül unalmas. Ez különösen igaz, ha a tudósok gasztronómiai - vagy ebben az esetben az alkoholos - rajongókban állnak össze. 2017-ben a budweiser cseh sörfőző cég bejelentette, hogy hamarosan árpa magokat küld az ISS-nek. Miért? Ahhoz, hogy elsőként kezdjünk sört sörfőzdeni az űrben.

Természetesen a sörgyárak nem tudtak egyedül tenni. Az űrkutatás előrehaladásának központjával, az amerikai laboratórium vezetőjével az ISS-nél, valamint a Space Tango magánvállalattal egyesültek. Húsz árpa vetőmagot terveznek küldeni az űrállomásba, amely legalább két kísérletben vesz részt: az első a magok mikrogravitációs viszonyaiban való viselkedését vizsgálja (azaz az űrhajón belüli gravitációt, amely jelen van, bár sokkal gyengébb, mint a Földön), a második az árpa növekedés a súlytalanságban.

Igaz, a "hamarosan" a térkísérletek esetében laza koncepció. Még nem világos, hogy a Budweiser tulajdonosainak ötlete valóra válik-e. A probléma az, hogy a vetőmagokat már be kellett szállítani az ISS-be: a SpaceX CRS-13 rakétával a fedélzeten, melyet 2017. december 4-én, majd december 8-án vagy 12-én kezdtek megkezdeni, de az elindítást egészen elhalasztották. A kérdéssel kapcsolatos információk még nem jelentek meg, így a kozmikus sör nem valószínű, hogy idén megkezdi a főzést.

Élelmiszer a szabályok szerint és anélkül

A teljes és kiegyensúlyozott étrend az űrhajósok egyik legfontosabb problémája a hosszú járatok során. Természetesen támaszkodhat a jól ismert "csövekre", de a tudósok nem adják fel a próbálkozást arra, hogy a lehető legközelebb álljanak a föld étrendjéhez. Az ISS-nél sikerült csak salátát termesztenünk, de a változatosabb menü létrehozása egy percig nem áll meg.

A közelmúltban az Antarktisz III. Német Neumayer állomás III. Kutatócsoportja hidroponikát használva nem csak a salátát, hanem a retek és az uborka fényét és talaját is növelte. És még akkor is, ha az Antarktisz nem elég hely, a szigorú éghajlati viszonyok lehetővé teszik a zöldségek (és a jövőben a gyümölcsök) termesztésére szolgáló technológiák kidolgozását, amelyek az ISS-re vonatkoznak.

A húst illetően a Memphis Meats sikerrel járt, a húsgombóc laboratóriumában „nőtt”, amely ízlés szerint nem hagyja el a hagyományos

A húst illetően a Memphis Meats, amely a húsgombóc laboratóriumában „nőtt”, ízléses sikert ért el, semmiképpen sem a hagyományosaknál. A vállalat képviselői bízik abban, hogy termékeiknek az űrkutatásban való bevezetése az elkövetkező öt évben előfordulhat. Másrészről, ebben az időben a Space10-ben, az innovációs központban és az IKEA speciális laboratóriumában kitalálhatják, hogyan lehet újjáépíteni a jövőbeni gyorsétkeztetéseket nulla gravitációban, beleértve a spirulina (kék-zöld alga) és a féreg húsgombócokat, így Memphis húsok nem érdemesek pihenni.

A Pennsylvaniai Egyetem tudósai is részt vehetnek az űrhajósok táplálásának jogában, és rájöttek, hogyan lehet a hulladékot élelmiszerekké alakítani. A hulladékok speciális zárt rendszerben történő feldolgozása során sikerült a Methylococcus capsulatus kultúráját 52% -ban fehérjékből és 36% zsírból állítaniuk, ami hasznos lehet hosszú járatokban és a jövőben más bolygók gyarmatosítására.

Kozmikus mutációk és földi ellenállás

Miért küldjön kolónia staphylococcus telepeket az ISS-nek? A kérdésre adott válasz nem tűnik nyilvánvalónak, de Nanobiosym Anita Goelle vezetője, aki róla kérdezte a NASA-t, biztosan tudja. A veszélyes „utasok” 2017. február 18-án kerültek a térbe, és a kampány célja a baktériumok mutációinak mechanizmusainak tanulmányozása, és ennek eredményeként olyan információk beszerzése, amelyek segítenek a gyógyszerek fejlesztésében a Földön.

Fontos, hogy a Staphylococcus aureus ellenálljon számos antibiotikumnak, és szepszist, vérfertőzést és tüdőgyulladást okozhat. A korábbi vizsgálatokban a gombák gyorsabban fejlődtek a mikrogravitáció alatt, és Goelle azt javasolta, hogy ez a baktériumoknál gyorsabban mutálódhat. Feltételezzük, hogy a még nem ismert mutációk jelenhetnek meg, és ez lehetővé teszi számunkra, hogy megfelelő gyógyszereken dolgozzunk, miközben a szükségletük még nem keletkezett - legalábbis bátorítónak tűnik.

Szex és a gyermekek születése a Marson

Ha a Mars gyarmatosításáról beszélünk valami valódinak, nagyon fontos kérdés merül fel: mi a teendő a reprodukcióval? Nagyon fontos figyelembe venni a napsugárzás csírasejtjeire gyakorolt ​​hatást, amely százszor erősebb a térben, mint a Földön. Egy másik fontos tényező a mikrogravitáció, amely, amint azt 1988-ban említettük, felgyorsíthatja a sperma mozgását. Harminc évvel ezelőtt azonban a kutatók nem tudták megállapítani, hogy ez befolyásolja-e a trágyázási folyamatot.

Minden 2017-ben megváltozott, amikor a japán tudósok egerek fagyasztott spermamintáit küldték, amelyeket kilenc hónapig tároltak az ISS-ben az űrbe. Amikor visszatértek a talajra, felolvasztották, majd megtermékenyítésre használták, kiderült, hogy a kár, bár ez is volt, minimális volt. Ennek eredményeképpen kilenc „tér” egér egyszerre jelent meg - teljesen normális, anomáliák nélkül a genomban vagy a fejlődésben, amelyek maguk is képesek voltak megtermékenyíteni és teljes értékű utódokat adtak.

Ez a kísérlet arra enged következtetni, hogy a kozmosz alkalmas a trágyázási környezetre. Egy másik dolog az, hogy az egerek a Földön születtek, és a spermiumok nem túl hosszú ideig tárolódtak az ISS-en - és ha ezek a körülmények megváltoznak, a genom módosítása jelentősebbé válhat. A kutatók szerint azt tervezik, hogy ezt megvizsgálják, amint a lehetőség bemutatkozik.

kép:NASA (1, 2, 3)