Prieš keletą metų Clay Wang nuvežė savo vaikus į Kalifornijos kosmoso centrą, kad parodytų jiems kosminį šaudyklą. Žvelgdama į „Endeavour“ir galvodama apie žmogaus kosmoso tyrinėjimus, farmakologė taip pat susimąstė: o kas, jei įpusėjus Marsą komandai pritrūktų vaistų? Trejų metų misijos į Marsą metu daug dalykų gali suklysti. Galite pasiimti su savimi tik ribotą skaičių vaistų.
„Kalbant apie maistą, galite tiksliai nuspėti, kiek reikės astronautų valgyti“, - sako Wang. "Jūs negalite to padaryti su vaistais".
- „Salik.biz“
Ką daryti, jei reikia vaisto, kuris nebuvo įdėtas? Problemą pagilina tai, kad kosminėje aplinkoje daugelis narkotikų praranda savo galią ir suyra greičiau nei Žemėje.
Dėl šių priežasčių Wangas mano, kad būsimi Marso tyrinėtojai turėtų užsiauginti savo vaistų. Savo laboratorijoje Pietų Kalifornijos universitete jis ruošiasi atlikti eksperimentą, kad tai būtų įmanoma.
Jei viskas vyks pagal planą, keli laimingi grybų, vadinamų Aspergillus nidulans, egzemplioriai keliaus „SpaceX“raketa į Tarptautinę kosminę stotį.
Ši konkreti grybelio rūšis yra būtina atliekant biomedicininius tyrimus. Mokslininkai ištyrė A. nidulans genomą toli ir plačiai, tačiau nežinomos dalys liko. Daugelio genų funkcijos nežinomos, o Wango komanda tikisi, kad kosminis stresas padės genams suaktyvėti ir gaminti naujus komponentus. Jei mes manome, kad A. nidulans yra gamykla, „daugelis šios gamyklos mašinų yra išjungtos, todėl mes nežinome, ką jos daro“, - aiškina Wang. "Erdvėje jie gali įsijungti".
Daugeliu atvejų A. nidulans gamina tik kelių rūšių junginius, tačiau Wangas sako, kad jo laboratorija nustatė, kad „jie gamina skirtingus natūralius produktus, priklausomai nuo jų augimo sąlygų“. Komanda tikisi, kad nepakartojamos nepalankios kosminės erdvės sąlygos paskatins kūrybiškumą ir pagamins ingredientus, kuriuos bus galima naudoti vaistuose. Tai padėtų tiek žemėje gyvenantiems žmonėms, tiek kosmonautams kosmose.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Wango komanda taip pat nori paversti A. nidulans ar kitus grybus gamyklomis, galinčiomis kosmose gaminti įvairius narkotikus. Bet pirmiausia jie turi pamatyti, kaip didelės radiacijos ir mažo sunkio sąlygos paveiks augalus. Kokius junginius jie pagamins, kokiais kiekiais? Kokie genai aktyvuojami, kaip jie slopinami?
Norėdami tai sužinoti, grybų pavyzdžiai kelioms dienoms bus siunčiami į kosminę stotį ir po to užšaldomi, kol jie grįš į Žemę. Kai kosminiai grybai grįš, mokslininkai palygins jų metabolitus, baltymus ir genų raiškos modelius su Žemėje esančiais.
Tada tyrėjai galėtų panaudoti šią informaciją veisdami erdvei atsparias grybelio padermes - A. nidulans ar kitas rūšis, jei jie randa tokių, kurie geriau tinka šiam darbui.
Pavyzdžiui, A. nidulans sugeba gaminti junginius, kurie kovoja su mažu kaulų tankiu. Ši problema vargina astronautus, kurie daug laiko praleidžia už gravitacijos. Paprastai grybelis gamina šį junginį nedideliais kiekiais, tačiau selektyviai veisdami padermes, kurios gamina didelius šio junginio kiekius, mokslininkai galėtų gaminti produktyvesnes versijas.
Wangas mano, kad būsimi Marso tyrinėtojai galėtų paimti po keletą kiekvienos padermės sporų ir užauginti jas pagal poreikį, pagamindami vaistus vos per 2–4 dienas. Grybams, skirtingai nuo augalų, nereikia dirvožemio ar specialių apšvietimo sąlygų. Viskas, ko reikia, yra maisto atliekos ir šiek tiek vandens.
Žvelgiant į ateitį, genų inžinerija galėtų padėti grybuoliams gaminti įvairius antibakterinius, priešgrybelinius ir net priešvėžinius vaistus pakeliui į Marsą ir atgal. Jų pagalba būtų galima pasigaminti bet kokį vaistą, gautą iš grybų.
„Didelis proveržis sintetinėje biologijoje yra galimybė perprogramuoti šiuos organizmus“, - sako Wang. "Mes ne tik galime juos perprogramuoti, bet ir lengvai su jais manipuliuoti."
Galų gale, sako Wangas, astronautams net nereikės su savimi pasiimti pirmosios pagalbos rinkinio. Jei Marso tyrinėtojams pritrūks griseowulfino, žemės valdymas jiems išsiųs genų seką, naudojamą vaistui gaminti, o DNR sintezatorius šiuos kodus gali įrašyti dirbtinėje ląstelėje, kuri vėliau gamins vaistą.
Nors mokslininkai jau gali įterpti DNR į dirbtines ląsteles, praktinis šios technologijos pritaikymas yra keli dešimtmečiai nuo mūsų.
ILYA KHEL