Space Science: Hvorfor mus, øl og spermatozoa sendt til bane

12. april 1961 Yuri Gagarin Han ble den første personen i historien for å fly inn i rommet. Noen få tiår senere ble den utrolige nesten trivial - verden begynte å snakke om romturisme. Det var sant, det begynte ikke veldig jevnt: i 1986 var den første romtouristen en amerikansk lærer, Christa McAuliffe, som døde 73 sekunder etter lanseringen av Challenger-shuttle, og USA passerte en lov som forbød fly til rom for ikke-profesjonelle. Men verden endret seg, og måter å sikre passasjerene på ble bedre.

Forretningssjef Dennis Tito, canonisk grunnlegger Mark Shuttleworth, Sensors Unlimited grunnlegger Gregory Olsen, grunnleggeren av Prodea Systems, Anoushe Ansari, den første kvinnen blant romturister, leder av Intentional Software Corporation Charles Simony (og to ganger), dataspillutvikleren Richard Garry, har allerede klart å besøke ISS og Cirque du Soleil konsernsjef Guy Laliberte. Og Ilona Masks lansering av en Tesla-bil med en dummy ombord kan ikke unngås, særlig med tanke på den ironiske referansen til romanene "The Hitchhiker's Guide to the Galaxy" i form av "Ikke panikk" -meldingen på multimediasystemet.

Alt dette betyr imidlertid ikke at menneskeheten har underkastet kosmos. Vi har fortsatt mange oppgaver, for eksempel planer for kolonisering av Mars. Og nå, forskerne savner ikke muligheten til å bruke plass til egne formål. Den internasjonale romstasjonen er et laboratorium i bane hvor du kan utføre unike eksperimenter. Dette kan potensielt være nyttig for både astronauter og fremtidige innbyggere i Mars, flyet som, som det viste seg, er dobbelt så farlig som alle trodde. Men så langt er det i det minste mulig å skaffe data for vitenskapelige, inkludert medisinske funn.

Twin astronauter og genomskifte

Scott og Mark Kelly er de eneste helt identiske kosmonautene i verden (de er identiske tvillinger). I det minste var det til Scott brukte nesten et år i forhold til vektløshet. Vanligvis leve astronautene på ISS i ikke mer enn seks måneder, men Scott Kelly ble tilsiktet sendt til stasjonen i en lengre periode - slik at endringene i kroppen hans ville bli mer merkbare. Etter å ha returnert, sammenlignet forskerne sin forestilling med sin bror: Det viste seg at Scotts høyde økte med nesten fem centimeter. I tillegg har kroppsvekten minket, mikrobiomet (et sett av mikroorganismer) i tarmen er nesten fullstendig forandret, og genomet, ifølge en foreløpig analyse, har gjennomgått noen endringer.

Alt dette tillot at NASA-eksperter angav at rommiljøet som ble aktivert i Scott Kellys kropp, var en gruppe av "kosmiske" gener som påvirket immunitet, egenskaper av beinvev, syn, hørsel og noen andre indikatorer. Til tross for at de fleste endringene (for eksempel vekst) etter en tid var tilbake til startpunktet, ble ca 7% av generene løst i den nye staten. Forskere mener at årsaken til hva som skjer skal søges i "kosmisk stress" - virkningen på kroppen av et atypisk miljø, som kroppen oppfatter som en trussel, svarer på det i samsvar med det.

Romsmiljøet aktivert i Scott Kellys kropp en gruppe "kosmiske" gener som påvirket immunitet, egenskaper av beinvev, syn, hørsel

I tidligere studier ble det for øvrig bemerket at fly til rom på en spesiell måte påvirker hjernen, noe som gjør det mer nevroplastisk. Ifølge et eksperiment utført ved University of Michigan, ble mengden av grå materie i astronauter redusert i enkelte områder, mens det i andre som var mer trengte for øyeblikket - for eksempel i sonene som var ansvarlig for bevegelse i underlivet - økte det.

Samtidig fant et team av forskere fra University of Florida ut at astronauter hadde en høyere risiko for hjerteproblemer når de reiste til månen: basert på data hentet fra Apollo-deltakere fra 1961 til 1972 fant de at kosmisk stråling forårsaker om fem ganger mer skade på hjerte og fartøy av "lunar" astronautene i sammenligning med astronautene som aldri fløy til månen.

Pinky og Brain: mus i rommet

Levertilstanden er negativt påvirket ikke bare av alkohol og fettstoffer, men også ved å fly inn i rommet. Denne konklusjonen ble gjort i 2011 av forskere fra University of Colorado, som først sendte gnaglene til rommet i nesten to uker (eller mer nøyaktig tretten og en halv dag), og så på hvordan organene deres endret seg etter denne uvanlige reisen. Analysen av dataene viste at hovedproblemene var forbundet med leveren: dyrene fant de første tegn på alkoholfri fettsykdom. Det er ganske vanskelig å fastslå den eksakte årsaken i slike eksperimenter, men forskere har antydet at flyet utløste prosesser som provoserer utviklingen av fibrose (spredning av bindevev).

Med hensyn til laboratoriemus - er deres reise til rom for moderne vitenskap blant de viktigste. Eksperimenter på gnagere kan ikke replikeres av mennesker av etiske årsaker - men de hjelper til med å forstå om menneskekroppen kan takle effekten av langvarig kraftig kosmisk stråling som kan forårsake mutasjoner, som for eksempel fører til ondartede svulster. Ikke bare voksne mus sendes til ISS, men også frosne musembryoer. Etter å ha kommet tilbake til Jorden, blir de introdusert i organismene til surrogatmusmødre og ser under tradisjonelle forhold veksten og utviklingen av mus.

Midt i fjor kunngjorde kaliforniske forskere at de hadde tenkt å sende førti mus til ISS på en gang for å teste en ny osteoporose-vaksine. Et eksperimentelt legemiddel utviklet på grunnlag av beinprotein NELL-1 bør beskytte beinvev fra osteoklaster - cellene som ødelegger det. Det har lenge vært kjent at folk etter femti år mister et gjennomsnitt på 0,5% av bindevev hvert år. Under vektløse forhold blir denne prosessen imidlertid akselerert. Hvis testene er vellykkede, vil vaksinen hjelpe både astronautene som er tvunget til å bruke måneder i bane, og "jordboere" som står overfor benskader.

Space Brewery

Overfloden av forskning på emner som virker uvitenskapelige ved første øyekast (for eksempel å finne grunnen til at kvinner sniffer partnerens skjorter) bidrar til å tro at vitenskapen ikke nødvendigvis er kjedelig. Dette gjelder særlig når forskere går sammen med gastronomiske - eller i dette tilfellet alkoholistiske entusiaster. I 2017 annonserte det tsjekkiske bryggeriet Budweiser at det snart ville sende bygfrø til ISS. Hvorfor? Å bli den første til å begynne å brygge øl rett i rommet.

Selvfølgelig kunne bryggeriene ikke ha gjort utelukkende alene. De sluttet seg sammen med Center for Space Science, lederen av det amerikanske laboratoriet på ISS, og det private selskapet Space Tango. Tjue byggfrø er planlagt å bli sendt til romstasjonen, som skal delta i minst to eksperimenter: Den første vil studere oppførselen av frø i mikrograviteforhold (det vil si tyngdekraften i romfartøyet, som er tilstede, selv om det er mye svakere enn på jorden), den andre er bygvekst i vektløshet.

Sant "snart" i tilfelle av romeksperimenter er et løs konsept. Det er ennå ikke klart om ideen om Budweiser-eierne vil gå i oppfyllelse. Problemet er at frøene allerede burde ha blitt levert til ISS: SpaceX CRS-13-raketten med dem ombord planlagt å starte 4. desember 2017, deretter 8. desember eller 12, men lanseringen ble utsatt hele tiden. Informasjon om dette problemet har ennå ikke blitt rapportert, slik at kosmisk øl ikke vil begynne å lage mat i år.

Mat etter reglene og uten

Et fullt og balansert kosthold er et av de viktigste problemene for astronauter under lange flyvninger. Selvfølgelig kan du stole på de kjente "rørene", men forskere gir ikke opp med å prøve å utvikle noe så nært som mulig til jordens diett. Ombord på ISS har vi klart å vokse bare salat, men arbeidet med å skape en mer variert meny stopper ikke et øyeblikk.

Nylig klarte et forskersteam på tysk Neumayer Stasjon III i Antarktis, ved hjelp av hydroponics, å vokse ikke bare salat, men også røkiser og agurker uten lys og jord. Og selv om Antarktis ikke har nok plass, gjør de vanskelige klimaforholdene mulighet til å utarbeide teknologier for dyrking av grønnsaker (og i fremtiden, frukt) som gjelder for ISS.

Når det gjelder kjøtt, har Memphis Meats oppnådd noe suksess i dette, den har vokst i kjøttboldlabben, som i smak ikke gir tradisjonell

Når det gjelder kjøtt, ble det oppnådd noe suksess i dette av Memphis Meats, som hadde "vokst" i kjøttboldslaboratoriet, i smak, på ingen måte dårligere enn tradisjonelle. Representanter for selskapet er sikre på at innføringen av sine produkter i romdietten kan forekomme i de neste fem årene. På den annen side, i løpet av denne tiden i Space10, innovasjonssenteret og IKEAs spesielle laboratorium, kan de finne ut hvordan de kan gjenskape fremtiden sin faste mat i null tyngdekraften, inkludert pølser fra spirulina (blågrønne alger) og orme kjøttboller, så Memphis Meats er ikke verdt å slappe av.

Et team av forskere fra University of Pennsylvania kan også konkurrere om retten til å mate astronauter. De har funnet ut hvordan man kan kaste bort mat. I prosessen med å behandle avfall i et spesielt lukket system klarte de å få en kultur av Methylococcus capsulatus, 52% bestående av proteiner og 36% fett, noe som kan være nyttig både i lange flyvninger og i fremtidige forsøk på å kolonisere andre planeter.

Kosmiske mutasjoner og terrestrisk motstand

Hvorfor sende kolonier stafylokokker-kolonier til ISS? Svaret på spørsmålet ser ikke ut til å være åpenbart, men lederen til Nanobiosym Anita Goelle, som spurte NASA om det, vet sikkert. Farlige "passasjerer" gikk inn i rommet 18. februar 2017, og målet med kampanjen var å studere mekanismene for mutasjoner av disse bakteriene og som et resultat å skaffe seg informasjon som vil bidra til utvikling av narkotika på jorden.

Det er viktig at Staphylococcus aureus er resistent mot mange antibiotika og kan forårsake sepsis, blodinfeksjoner og lungebetennelse. I tidligere studier vokste sopp raskere under mikrogravity, og Goelle foreslo at dette kunne skje med bakterier som muterer raskere. Det antas at mutasjoner som vi ikke er kjent med, kan vises, og dette vil tillate oss å begynne å jobbe med passende medisiner, mens behovet for dem ennå ikke har oppstått - lyder i det minste oppmuntrende.

Kjønn og fødsel av barn på Mars

Hvis vi snakker om koloniseringen av Mars som noe ekte, oppstår et svært viktig spørsmål: hva skal man gjøre med reproduksjon? Det er svært viktig å ta hensyn til effekten på kimceller av solstråling, som er hundre ganger sterkere i rommet enn på jorden. En annen viktig faktor er mikrogravity, som, som nevnt i 1988, kan akselerere bevegelsen av sædceller. For tretti år siden kunne forskerne ikke fastslå om dette påvirker gjødslingsprosessen.

Alt forandret seg i 2017, da japanske forskere sendte frosne sædprøver av mus som ble lagret på ISS i ni måneder i rommet. Da de ble returnert til bakken, avfrost, og deretter brukt til befruktning, viste det sig at skaden, selv om den var, var minimal. Som et resultat dukket opp 9 mus "mus" samtidig - helt normalt, uten uregelmessigheter i genomet eller utviklingen, som selv var i stand til befruktning og ga fullverdige avkom.

Dette eksperimentet tillot å si at kosmos er ganske egnet for befruktningsmiljø. En annen ting er at mus ble født på jorden, og spermatozoer ble lagret på ISS for ikke så lenge - og hvis disse forholdene endres, kan genommodifikasjonen bli større. Ifølge forskerne planlegger de å sjekke dette så snart muligheten presenterer seg.

bilder:NASA (1, 2, 3)