Pirms vairākiem gadiem Clay Wang aizveda savus bērnus uz Kalifornijas kosmosa centru, lai parādītu viņiem kosmosa atspole. Bet, apskatot Endeavour un domājot par kosmosa izpēti cilvēkiem, farmakologs arī prātoja: ko darīt, ja komanda iztukšotu zāles pusceļā līdz Marsam? Trīs gadu misijas uz Marsu laikā daudz kas var noiet greizi. Un jūs varat lietot tikai ierobežotu skaitu zāļu.
“Pārtikas gadījumā jūs varat precīzi paredzēt, cik daudz astronautu vajadzēs ēst,” saka Vangs. "Jūs to nevarat izdarīt ar zālēm."
Ko darīt, ja ir vajadzīgas zāles, kuras netika ievietotas? Problēmu saasina fakts, ka kosmosa vidē daudzas zāles zaudē spēku un sadalās ātrāk nekā uz Zemes.
Šo iemeslu dēļ Vangs uzskata, ka nākamajiem Marsa pētniekiem vajadzētu audzēt paši savus medikamentus. Savā laboratorijā Dienvidkalifornijas universitātē viņš gatavojas veikt eksperimentu, lai to izdarītu.
Ja viss noritēs pēc plāna, daži laimīgi sēņu paraugi, saukti par Aspergillus nidulans, ar SpaceX raķeti ceļos uz Starptautisko kosmisko staciju.
Šis konkrētais sēnīšu veids ir būtisks biomedicīnas pētījumos. Zinātnieki ir tālu un plaši izpētījuši A. nidulans genomu, bet nezināmas daļas paliek. Daudzu gēnu funkcijas nav zināmas, un Vanga komanda cer, ka kosmiskais stress palīdzēs gēniem aktivizēties un radīt jaunus komponentus. Ja mēs domājam par A. nidulans kā rūpnīcu, “daudzas šīs rūpnīcas mašīnas ir izslēgtas, tāpēc mēs nezinām, ko viņi dara,” skaidro Vangs. "Kosmosā viņi var ieslēgties."
Lielākajā daļā gadījumu A. nidulans ražo tikai dažas savienojumu klases, bet Vangs saka, ka viņa laboratorija ir atklājusi, ka "viņi ražo dažādus dabīgus produktus atkarībā no apstākļiem, kādos tie aug". Komanda cer, ka unikālie stresa apstākļi telpā spēs stimulēt radošumu un ražot sastāvdaļas, kuras var iekļaut medikamentos. Tas palīdzētu gan zemes iedzīvotājiem, gan kosmonautiem kosmosā.
Reklāmas video:
Vanga komanda vēlas arī pārvērst A. nidulans vai citas sēnes rūpnīcās, kas kosmosā spēj ražot visdažādākās zāles. Bet, pirmkārt, viņiem jāredz, kā augus ietekmēs augsts starojums un zems gravitācijas apstākļi. Kādus savienojumus viņi ražos, kādos daudzumos? Kādi gēni tiek aktivizēti, kā tos nomāc?
Lai to uzzinātu, sēņu paraugi vairākas dienas tiks nosūtīti uz kosmosa staciju un pēc tam sasaldēti, līdz tie atgriezīsies uz Zemes. Tiklīdz kosmosa sēnes atgriezīsies, zinātnieki salīdzinās to metabolītus, olbaltumvielas un gēnu ekspresijas modeļus ar tiem, kas atrodas uz Zemes.
Pēc tam pētnieki varētu izmantot šo informāciju, lai pavairotu kosmiski izturīgus sēnīšu, A. nidulans vai citu sugu celmus, ja viņi var atrast labākus darbam.
Piemēram, A. nidulans spēj radīt savienojumus, kas apkaro zemu kaulu blīvumu - problēmu, kas nomoka astronautus, kuri daudz laika pavada ārpus smaguma spēka. Parasti sēne ražo šo savienojumu nelielos daudzumos, bet selektīvi audzējot celmus, kas ražo lielu daudzumu šī savienojuma, zinātnieki varēja ražot produktīvākas versijas.
Vangs uzskata, ka nākamie Marsa pētnieki varētu paņemt dažas katra celma sporas un pēc vajadzības tās izaudzēt, saražojot narkotikas tikai 2–4 dienu laikā. Atšķirībā no augiem, sēnītēm nav nepieciešama augsne vai īpaši apgaismojuma apstākļi. Viss, kas nepieciešams, ir pārtikas atkritumi un nedaudz ūdens.
Raugoties nākotnē, gēnu inženierija varētu palīdzēt sēnītēm padarīt visu veidu antibakteriālas, pretsēnīšu un pat pretvēža zāles ceļā uz Marsu un atpakaļ. Ar viņu palīdzību būtu iespējams pagatavot jebkuras zāles, kas iegūtas no sēnēm.
“Lielais sasniegums sintētiskajā bioloģijā ir spēja pārprogrammēt šos organismus,” saka Vangs. "Mēs varam ne tikai tos pārprogrammēt, bet arī ar viņiem var manipulēt."
Galu galā, saka Vangs, astronautiem pat nevajadzēs ņemt līdzi pirmās palīdzības komplektu. Ja Marsa pētniekiem beidzas griseowulfin, zemes vadība viņiem pa e-pastu nosūtīs gēnu secību, kas izmantota zāļu pagatavošanai, un DNS sintezētājs var rakstīt šos kodus mākslīgā šūnā, kas pēc tam ražos šo narkotiku.
Bet, kaut arī zinātnieki jau var ierakstīt DNS mākslīgajās šūnās, šīs tehnoloģijas praktiskā pielietošana atrodas vairāku desmitu gadu attālumā no mums.
ILYA KHEL