Дрожжи вернулись из космоса. Эксперимент позволит им покорить Марс.

«Прежде чем мы отправимся на Марс: могут ли тихоходки помочь защитить другие организмы в космосе?» — таково полное название эксперимента «Yeast TardigradeGene» , проведённого учёными из Щецинского университета, Университета имени Адама Мицкевича в Познани и Силезского университета в Катовице . Влияние микрогравитации на дрожжи изучалось учёными на Международной космической станции (МКС) в рамках польской миссии IGNIS.

Цель эксперимента – получить информацию о том, могут ли генетически модифицированные организмы обеспечить астронавтов пищей и топливом во время космических путешествий. Руководитель проекта , американский астробиолог и астрофизик профессор Эва Шушкевич, объявила в четверг, что контейнер с 40 пробирками дрожжей, некоторые из которых были модифицированы геном, кодирующим белок тихоходок, вернулся с околоземной орбиты вместе со Славошем Узнаньским-Висьневским и уже находится в Польше.

На конференции в канцелярии канцлера США Шушкевич напомнила, что это один из 13 экспериментов, проводимых на МКС. Она пояснила, что космическая станция находится на низкой околоземной орбите, где заканчивается атмосфера, но магнитосфера Земли всё ещё оказывает своё влияние.

«Поэтому условия пока не такие, как в глубоком космосе. Так что это первый шаг к осуществлению мечты о высадке на Марсе», — отметил Шушкевич.

Что такое тихоходки?

Она подчеркнула, что «героями» эксперимента являются не только более дорогие, но и тихоходки .

«Тихоходка — очень выносливое животное, которое не боится ни низких, ни высоких температур, не боится вакуума, не боится микрогравитации. Это такое выносливое животное. Так у кого же ещё учиться, как не у такого животного?» — сказал Шушкевич.

Тихоходки — крошечные беспозвоночные, принадлежащие к типу Tardigrada, средний размер тела которых составляет от 0,04 до 1,2 миллиметра.

Исследовательница объяснила, что учёные, «всматриваясь» в тихоходку, хотят, чтобы она «предоставила часть своей защиты другим организмам». Она подчеркнула, что дрожжи были выбраны по научным и практическим причинам.

Группа польских учёных под руководством профессора Шушкевича хочет исследовать, могут ли дрожжи помочь в производстве продуктов питания или биотоплива в космосе. Астробиолог пояснил, что живые существа в космосе плохо переносят отсутствие гравитации и чувствительны к ионизирующему излучению – излучению с достаточной энергией, чтобы отрывать электроны от атомов, вызывая их ионизацию. Это излучение испускается, в частности, Солнцем.

Шушкевич описала негативное влияние микрогравитации, которое проявляется в нарушении дыхательного цикла, происходящего в митохондриях (это крошечные специализированные клеточные структуры, отвечающие, среди прочего, за выработку энергии). Она объяснила, что белок тихоходок регулирует этот процесс, стабилизируя химические реакции в митохондриях. Ожидается, что встраивание гена, кодирующего белок тихоходок (так называемую альтернативную оксидазу, AOX), в ДНК также сделает дрожжи устойчивыми.

«Мы хотим проверить гипотезу о том, что экспрессия альтернативной оксидазы улучшит функцию митохондрий в условиях микрогравитации и под воздействием ионизирующего излучения, а следовательно, увеличит выживаемость дрожжей в космосе», — подчеркнула Шушкевич. «Ионизирующее излучение — главное препятствие на пути к покорению Марса», — добавила она.

Сопровождавший её профессор Франко Феррари из Института физики США подробно описал содержимое контейнера с 40 флаконами дрожжей, взятыми на орбиту польским астронавтом. Флаконы были разделены на пять групп (штаммов) по восемь штук в каждой. Первая группа содержала обычные пекарские дрожжи.

Второй штамм был улучшен геном тихоходки. Третий ряд содержал пробирки, подготовленные по той же процедуре, но с использованием, как выразился профессор Феррари, «любого гена» вида медузы. Четвёртый ряд содержал ослабленный штамм. «Один фрагмент генома был удалён», — пояснил Феррари. Пятый ряд также содержал ослабленный штамм, но с добавлением гена тихоходки.

«На Земле мы видим, как работает этот ген тихоходки. Ослабленные клетки не могут нормально размножаться, но с добавлением гена тихоходки они размножаются», — рассказал учёный.

Феррари отметил, что необходимо исследовать «различные способы дыхания дрожжей».

Контейнер с дрожжами, доставленный в космос Славошем Узнаньским-Висьневским, уже находится в Польше. Он ожидает завершения таможенного оформления в аэропорту Варшавы. Флаконы будут доставлены в Познань, где биологи и их коллеги из Силезского университета готовят дрожжи к орбитальному полёту. Теперь они тщательно изучат их, сравнив с дрожжами, которые подверглись лишь имитации ионизации в лабораторных условиях.

Феррари подчеркнул, что коробка с дрожжами должна быть небольшой, сверхлёгкой, безопасной, огнестойкой и ударопрочной. Астронавты не могли её открыть. Эксперимент проводился в тёмной комнате при температуре, которую Шушкевич назвал комнатной — около 20 градусов Цельсия. Транспортировка осуществлялась в холодильнике.

Флаконы прошли испытания на вакуум и давление. По словам Феррари, они выдерживают давление в 13 атмосфер и перегрузку в 9 g.

Шушкевич рассказал, что астробиологи хотели отправить 120 флаконов дрожжей на Международную космическую станцию, но это оказалось невозможным. «Всё, что отправляется в космос, должно быть лёгким, прочным и занимать мало места», — сказал Шушкевич.

Руководитель проекта «Yeast TardigradeGene» подчеркнула его междисциплинарный характер и плодотворное сотрудничество между Силезским университетом, Университетом имени Адама Мицкевича и Силезским университетом. Она отметила, что только сотрудничество специалистов из различных научных дисциплин — астрономии, биологии, химии, физики и других — позволит достичь цели освоения космоса. Она подчеркнула, что Польша должна участвовать в подобных проектах не только сейчас, на волне популярности Узнаньского-Висьневского.

«Мы не остановим стремительный рост покорения космоса. Человечество идёт к своей цели. Польша должна участвовать, иначе мы останемся позади», — отметил Шушкевич.

Она отметила, что эксперимент с дрожжами в космосе может также обеспечить решение проблем «на нашей планете», связанных с производством продуктов питания или энергии.

— На основе этих исследований также можно тестировать препараты, необходимые для борьбы с раком, — заключила она.

Капсула Dragon Grace с астронавтами миссии Ax-4 приземлилась в Тихом океане во вторник. Четверо астронавтов были доставлены в Хьюстон, а оттуда Славош Узнаньский-Висьневский вылетел в Европу на правительственном самолёте. Он пройдёт реабилитацию в Немецком аэрокосмическом центре (DLR) «Envihab» в Кёльне. У Европейского космического агентства есть специальный центр для астронавтов в Кёльне.

Во время восемнадцатидневного пребывания на Международной космической станции экипаж проводил исследования в европейском модуле Columbus, лаборатории Kibo и экспериментальной платформе ICE Cubes.