Výskumník BC odhaľuje vesmírne kvasinky, ktoré by mohli umožniť cestovanie do hlbokého vesmíru
Výskumník z University o Columbia odhalil náklad pekárskeho droždia poslaný na nedávnu cestu na Mesiac, ktorý by jedného dňa mohol chrániť astronautov pred kozmickým žiarením.
Corey Nislow, bunkový biológ z University of British Columbia, drží vzorku pekárskych kvasníc, ktoré sa nedávno vrátili z 25 dní vo vesmíre na palube kapsuly Artemis-1 Orion. Vedci dúfajú, že test im pomôže vyvinúť protiopatrenia na ochranu ľudí pred kozmickým žiarením.
14. decembra 1972 geológ Jack Schmitt vložil 110 kilogramov horniny do lunárneho pristávacieho modulu Apolla 17. Veliteľ misie Eugene A. Cernan sa zahľadel na poškriabaný mesačný povrch a zavolal späť do riadenia misie v Houstone v Texase.
„Odchádzame tak, ako sme prišli, a ak Boh dá, vrátime sa s pokojom a nádejou pre celé ľudstvo,“ povedal Cernan.
O päťdesiat rokov neskôr sa ľudské bytosti konečne pripravujú opäť vkročiť na Mesiac. V novembri odpálila z Cape Canaveral na Floride najvýkonnejšia raketa NASA, aká kedy bola postavená, vypustením kozmickej lode Orion na mesačnom zábere, mnohí dúfajú, že bude znamenať začiatok nového úsilia o prieskum hlbokého vesmíru.
artemis1-1
Space Launch System (SLS) NASA, najvýkonnejšia raketa na svete, nesúca štart kozmickej lode Orion počas letového testu Artemis-1, v stredu 16. novembra 2022, z Kennedyho vesmírneho strediska na Floride. NASA
Plán zahŕňa umiestnenie prvej ženy a osoby inej farby pleti na Mesiac a vybudovanie základne na mesačnom povrchu, aby sa mohla trénovať na dlhšie misie na Mars a ďalej.
Je tu len jeden problém: ako zvyšok života na Zemi, aj ľudia sa vyvinuli s magnetickou ochranou, ktorú vytvára železné jadro planéty. Toto magnetické pole (známe ako magnetosféra) chráni život pred kozmickým žiarením – vysokoenergetickými časticami vyvrhnutými z hviezd počas procesu fúzie.
Astronauti žijúci na Medzinárodnej vesmírnej stanici stále dostávajú túto magnetickú ochranu. Ale opustite nižšiu obežnú dráhu Zeme a radiácia začne rýchlo stúpať na nebezpečnú úroveň.
artemis-1-2
Zem a Mesiac videné z kamery namontovanej na jednom zo solárnych polí kozmickej lode Orion. NASA
Apollo 17, ktoré drží rekord ako najdlhšia pilotovaná misia na Mesiac, trvalo iba 12 dní. Kolonizácia mesačného povrchu a vycestovanie do iných nebeských telies by si pravdepodobne vyžiadalo vystavenie kozmickému žiareniu niekoľko mesiacov, ak nie rokov.
Takéto úrovne žiarenia by mohli viesť k hrozným výsledkom. Neuróny sú niektoré z prvých buniek, ktoré sa poškodia. Krvné cievy začnú presakovať, keď sa mikrokrvácanie šíri po celom obehovom systéme. Ako čas plynie, žiarenie začne poškodzovať vašu DNA, čo vedie k rakovine krvi, nádorom a nakoniec k smrti.
„Ak ste na Mesiaci dlhšie ako šesť mesiacov, prekročili ste svoju celoživotnú dávku žiarenia,“ povedal Corey Nislow, bunkový biológ z University of British Columbia.
“Toto je výzva číslo jedna.”
Domov prídu dve užitočné záťaže
11. decembra 2022 si Nislow spomína, ako sedel doma pri televízii a sledoval správy o Artemis-1 a zúrivo písal svojim kolegom v Durhame v Severnej Karolíne.
“Zasiahol hornú vrstvu atmosféry, zahrial sa a potom sa odrazil nahor,” povedal. “Takže je to ako, bože, len to zhorí.”
Na Nislowovu úľavu kapsula Orion znovu vstúpila do zemskej atmosféry a striekala z Baja California s niekoľkými neporušenými vedeckými nákladmi.
artemis-1-4
Vesmírna loď NASA Orion pre misiu Artemis-1 pláva cez mraky pri Baja California po opätovnom vstupe do zemskej atmosféry. NASA
Nislow strávil roky vedením tímu skúmajúceho, ako chrániť ľudí pred smrteľnými účinkami kozmického žiarenia. Aby to urobil, obrátil sa na pekárske droždie, kľúčovú zložku chleba a piva a niečo, čo rád označuje ako „najstarší domestikovaný organizmus“.
Pekárske droždie sa od ľudí odklonilo zhruba pred miliardou rokov, no ich rýchly životný cyklus a genetická výbava z nich robia perfektnú záskok na testovanie zásahov na ochranu ľudí pred kozmickým žiarením.
„Zaujímavé je, že [až] pre 70 percent génov v kvasinkách – ak odstránim kvasinkový gén a dám do neho ľudskú verziu, tieto kvasinky budú prosperovať,“ povedal Nislow.
Pred štartom Artemis-1 Nislow a jeho tím vymysleli užitočné zaťaženie 6 000 mutantných kmeňov kvasiniek. Výskumníci zabalili kvasinky do rastových vrecúšok naplnených tekutým médiom a všetko udržiavali v teple malé ohrievače napájané deväťvoltovými batériami.
Druhý náklad medzitým obsahoval chlamydomonas reinhardtii, riasu oválneho tvaru produkujúcu vodík, ktorá sa nachádza po celom svete.
artemis-1-3
Posádka amerického námorníctva z USS Portland obnovila vesmírnu loď NASA Orion pre misiu Artemis-1 pri pobreží Baja California, 11. decembra 2022. NASA
Nislow hovorí, že bol plný úzkosti po tom, čo kozmická loď dopadla do Pacifiku. Kapsula spolu s experimentmi vo vnútri bola prepravená na nákladnom aute zo San Diega do Kennedyho vesmírneho strediska.
Po zdržaní snehovou búrkou Nislow dorazil do zariadenia NASA na Cape Canaveral, aby si 31. decembra vyzdvihol svoj náklad.
Vo vnútri explodovali miliardy kvasinkových buniek počas 15 generácií, pričom mikrogravitácia zmenila médium na krémovú farbu.
“Hneď sme vedeli, že to funguje,” povedal s úsmevom na tvári.
Hľadanie kozmických protiopatrení-
Na Univerzite v Britskej Kolumbii stál Nislow pred snímkami raného vesmíru, ktoré vlani urobil teleskop Jamesa Webba. Na sebe mal biele tričko s výtlačkom misie Artemitis-1 a žartoval: “Moje kvasinky išli na Mesiac a späť a jediné, čo som dostal, bolo toto tričko.”
Na stole pred ním ležalo 12 odstrediviek, každá naplnená žltou suspenziou obsahujúcou po miliarde kvasinkových buniek.
Zatiaľ nie je jasné, ktoré zo 6 000 zmutovaných kmeňov kvasiniek boli poškodené a ktoré prežili 25 dní kozmického žiarenia. Nislow a jeho tím ešte musia sekvenovať DNA kvasiniek, aby zistili, ktoré boli kde poškodené.
Ďalej plánujú zaviesť niekoľko protiopatrení, ktoré pomôžu poškodenej DNA kvasiniek opraviť sa a poslúžia ako testovací prípad na vývoj liečby proti kozmickému žiareniu pre budúcich astronautov.
Na jednoduchom konci by tieto liečby mohli zahŕňať zavedenie vitamínu C alebo rôznych kyselín na pohlcovanie voľných radikálov. Iné zásahy by mohli znamenať podávanie lieku, ktorý by posilnil zmutované gény, aby mohli prežiť slnečný útok.
nislow-2
Corey Nislow, výskumný pracovník z Farmaceutickej fakulty UBC, hovorí, že spracovanie všetkých údajov získaných z misie Artemis-1 potrvá desaťročia. STEFAN LABBÉ/GLACIER MEDIA
Technológia mRNA, ktorej priekopníkom je vakcína COVID-19, už učí bunky, ako sa brániť hrozbám SAR-CoV-2.
V prípade kozmického žiarenia by protiopatrenie mRNA mohlo fungovať ako plán na zvýšenie produkcie určitých opravných enzýmov, hovorí Nislow.
“Bunky už majú hyperopravný systém,” povedal. “Môžeme obísť modifikáciu DNA, vstreknúť alebo dodať RNA vám, mne alebo členovi posádky. Táto RNA vytvorí proteín, ktorý chceme zvýšiť.”
Na rozdiel od génovej terapie sa liečba mRNA dá ľahko vypnúť.
“Môžeme ju nechať zničiť po mesiaci, dni alebo roku. To sú netrvalé zmeny. Nebolo by to škodlivejšie ako užívanie perorálnych liekov,” povedal Nislow.
Už teraz existujú niektoré liečebné postupy, ktoré lekári podávajú pacientom s rakovinou, aby im pomohli vyliečiť gény poškodené rádioterapiou, a Nislow tvrdí, že jeho práca na ochrane budúcich astronautov bude mať nevyhnutne lekárske využitie aj na Zemi.
Vezmite si so sebou všetko, čo potrebujete
Chrániť astronauta v hlbokom vesmíre pred kozmickým žiarením znamená chrániť aj jeho potomkov. Kozmické žiarenie je totiž nielen smrteľne nebezpečné, ale škody, ktoré spôsobuje na DNA, sa môžu preniesť na deti.
“Ak sa chceme dostať na ďalšiu možnú obývateľnú planétu, budeme musieť mať členov posádky, ktorí rodia a ich deti vyrastajú a rodia na týchto viacgeneračných misiách,” povedal Nislow.
nislow-3
Bunkový biológ Corey Nislow ukazuje vzorku riasy chlamydomonas reinhardtii, ktorá sa nedávno vrátila z 25-dňovej cesty do vesmíru na Mesiac a späť. Táto obyčajná riasa by mohla slúžiť ako zdroj potravy a vodíkového paliva počas misií v hlbokom vesmíre. Misie do hlbokého vesmíru potrebujú viac než len ochranu pred slnečným žiarením, dodal Nislow a podržal Petriho misku s kolóniou rias, ktoré len pred niekoľkými týždňami obleteli Mesiac na palube lietadla Artemis-1.
Riasy pohlcujú oxid uhličitý, dajú sa konzumovať ako zdroj sacharidov a pri správnej úprave by mohli slúžiť ako obnoviteľný zdroj vodíkového paliva na dlhých cestách.
“Všetko, čo potrebujete, musí byť na palube,” povedal.
“To je desaťročia v budúcnosti, ale my to už plánujeme.”
Nezaujato 
Pridaj komentár