Drożdże w kosmosie. Jak działają?

Jak drożdże wzbogacone białkiem niesporczaka radzą sobie z mikrograwitacją i promieniowaniem jonizującym w przestrzeni kosmicznej – to sprawdzają naukowcy ze Szczecina, Poznania i Katowic. Pojemnik z drożdżami wrócił z orbity, jest już w Polsce.

Eksperyment ma dostarczyć informacji, czy zmodyfikowane genetycznie organizmy mogą zapewnić astronautom żywność

.„Zanim polecimy na Marsa. Czy niesporczaki mogą pomóc w ochronie innych organizmów w przestrzeni kosmicznej” – to pełny tytuł eksperymentu „Yeast TardigradeGene”, prowadzonego przez naukowców z Uniwersytetu Szczecińskiego, Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu i Uniwersytetu Śląskiego w Katowicach. Wpływ mikrograwitacji na drożdże badali naukowcy na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS), w ramach polskiej misji IGNIS.

Eksperyment ma dostarczyć informacji, czy zmodyfikowane genetycznie organizmy mogą zapewnić astronautom żywność i paliwo podczas podróży kosmicznych. Kierująca przedsięwzięciem astrobiolog i astrofizyk US prof. Ewa Szuszkiewicz w czwartek poinformowała, że pojemnik z 40 fiolkami drożdży, których cześć wzmocniono genem kodującym białko niesporczaka, wrócił z ze Sławoszem Uznańskim-Wiśniewskim z orbity okołoziemskiej i jest już w Polsce.

Podczas konferencji w rektoracie US Szuszkiewicz przypomniała, że był to jeden z 13 eksperymentów przeprowadzonych na ISS. Wyjaśniła, że stacja kosmiczna znajduje się na niskiej orbicie okołoziemskiej, gdzie kończy się atmosfera, ale wciąż oddziałuje magnetosfera Ziemi.

– A więc warunki nie są jeszcze takie, jak w głębokiej przestrzeni kosmicznej. Zatem to jest pierwszy krok do zrealizowania marzenia postawienia stopy na Marsie – zaznaczyła Szuszkiewicz.

Podkreśliła, że „bohaterami” eksperymentu są nie tylko droższe, ale i niesporczaki.

– Niesporczak jest bardzo wytrzymałym zwierzątkiem, które nie boi się ani niskich temperatur, ani wysokich, nie boi się próżni, nie boi się mikrograwitacji. To taki twardziel. No to od kogo można się nauczyć, jeżeli nie od takiego zwierzątka – powiedziała Szuszkiewicz.

Niesporczaki to maleńskie bezkręgowce, zaliczane do typu Tardigrada, o wielkości ciała średnio od 0,04 do 1,2 milimetra.

Badacz wyjaśniła, że naukowcy „podglądając” niesporczaka, chcą, by „pożyczył on cześć swojego zabezpieczenia innym organizmom”. Zaznaczyła, że wybrano drożdże ze względów poznawczych i praktycznych.

Zespół polskich naukowców pod kierownictwem prof. Szuszkiewicz chce zbadać, czy drożdże pomogą wytworzyć w kosmosie żywność lub biopaliwa. Astrobiolog wyjaśniała, że istoty żywe w kosmosie źle znoszą brak grawitacji i są wrażliwe na promieniowanie jonizujące, czyli takie, które ma wystarczającą energię, by oderwać elektrony od atomów, powodując ich jonizację. Jest ono emitowane m.in. przez Słońce.

Szuszkiewicz opisała negatywne skutki mikrograwitacji, przedstawiając zaburzenia cyklu oddechowego odbywającego się w mitochondriach (to drobne, wyspecjalizowane struktury komórek odpowiedzialne m.in. za wytwarzanie energii). Wyjaśniła, że białko niesporczaka reguluje ten proces, stabilizuje reakcje chemiczne wewnątrz mitochondriów. Wprowadzenie do DNA genu kodującego białko niesporczaka (tzw. oksydaza alternatywna, z ang. alternative oxidase, AOX) ma sprawić, że także drożdże staną się odporne.

– Chcemy zweryfikować hipotezę, że ekspresja oksydazy alternatywnej poprawi funkcjonowanie mitochondriów w mikrograwitacji i pod wypływem promieniowania jonizującego, a w konsekwencji zwiększy przeżywalność drożdży w przestrzeni kosmicznej – podkreśliła Szuszkiewicz. – Promieniowanie jonizujące to jest główna przeszkoda w podboju Marsa – dodała.

Badacze sprawdzają „różne sposoby oddychania drożdży”

.Towarzyszący jej prof. Franco Ferrari z Instytutu Fizyki US szczegółowo opisał zawartość pojemnika z 40 fiolkami drożdży, które zabrał na orbitę polski astronauta. Fiolki były podzielone na pięć grup (szczepów) po osiem. W pierwszej znajdowały się zwykłe drożdże piekarnicze. Drugi szczep został wzmocniony genem niesporczaka. W trzecim rzędzie znalazły się fiolki, które przygotowano według takiej samej procedury, ale z wykorzystaniem – jak to określił prof. Ferrari – „byle jakiego genu” jednego z gatunków meduzy. W czwartym rzędzie umieszczono osłabiony szczep. – Jeden detal został skreślony z genomu – wyjaśnił Ferrari. W piątym również był osłabiony szczep, ale z dodatkiem genu niesporczaka.

– Na Ziemi widać, że ten gen niesporczaka sprawdza się. Osłabione komórki nie potrafią normalnie się mnożyć, ale z dodatkiem genu niesporczaka mnożą się – opisywał naukowiec.

Ferrari zaznaczył, że sprawdzić trzeba „różne sposoby oddychania drożdży”.

Pojemnik z drożdżami, które w kosmos zabrał Sławosz Uznański-Wiśniewski jest już w Polsce. Czeka na dokończenie procedur celnych na lotnisku w Warszawie. Fiolki zostaną przetransportowane do Poznania, bo tamtejsi biolodzy oraz ich koledzy z Uniwersytetu Śląskiego przygotowywali drożdże do lotu na orbitę. Teraz będą je dokładnie badać. Porównując z drożdżami, które tylko w laboratorium np. poddano symulowanej jonizacji.

Ferrari podkreślił, że pudełeczko z drożdżami musiało być małe, ultralekkie, bezpieczne, odporne na ogień, zgniecenia. Astronauci nie mogli go otwierać. Eksperyment prowadzono w zaciemnieniu, w temperaturze, jak to określiła Szuszkiewicz, pokojowej. Około 20 st. C. Transport odbywał się w lodówce.

Fiolki podlegały testom próżniowym i ciśnieniowym. Wytrzymują 13 atmosfer i przeciążenie 9g – powiedział Ferrari.

Szuszkiewicz zdradziła, że astrobiolodzy chcieli wysłać na Międzynarodową Stację Kosmiczną 120 fiolek z drożdżami, ale okazało się to niemożliwe. – Wszystko, co leci w kosmos musi być lekkie, wytrzymałe i zajmować mało miejsca – powiedział Szuszkiewicz.

Liderka projektu „Yeast TardigradeGene” podkreśliła jego interdysplinarność i świetną współpracę US z UAM i UŚ. Oceniła, że tylko współpraca specjalistów różnych dyscyplin naukowych: astronomii, biologii, chemii, fizyki itd. – pozwoli zrealizować cel eksploracji kosmosu. Podkreśliła, że Polska musi brać udział w takich przedsięwzięciach nie tylko teraz, na fali popularności Uznańskiego-Wiśniewskiego.

– Nie zatrzymamy pędu do podboju kosmosu. Ludzkość tam prze. Polska musi w tym uczestniczyć, bo zostaniemy w ogonie – zaznaczyła Szuszkiewicz.

Zwróciła uwagę, że eksperyment z drożdżami w kosmosie, może przynieść też rozwiązania problemów „na naszej planecie”, związanych z produkcją żywności czy produkcją energii.

– Na podstawie tych badań można też przetestować leki, które są niezbędne do walki z nowotworami – podsumowała.

Lądowanie kapsuły załogowej Dragon Grace z astronautami misji Ax-4 odbyło się we wtorek na Pacyfiku. Czworo astronautów przetransportowano do Houston, a stamtąd Sławosz Uznański-Wiśniewski przyleciał rządowym samolotem do Europy. Rehabilitację przechodził będzie w ośrodku Niemieckiego Centrum Aeronautyki i Przestrzeni Kosmicznej (DLR) „Envihab” w Kolonii. W tym mieście Europejska Agencja Kosmiczna ma specjalne centrum dla astronautów.

Przez osiemnaście dni pobytu na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej załoga prowadziła badania w europejskim module Columbus, laboratorium Kibo i na eksperymentalnej platformie ICE Cubes.

Galaktyka Wiatraczek w obiektywie Teleskopu Hubble’a

.Astronomowie za pomocą Kosmicznego Teleskopu Hubble’a zobrazowali galaktykę Messier 101, znaną również jako Galaktyka Wiatraczek, znajdującą się w gwiazdozbiorze Wielkiej Niedźwiedzicy.

Jak tłumaczą badacze z ESA, na obrazie z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a widoczna jest galaktyka spiralna oznaczona jako Messier 101, znana również jako Galaktyka Wiatraczek. Znajduje się ona w odległości około 25 milionów lat świetlnych od Układu Słonecznego, gwiazdozbiorze Wielkiej Niedźwiedzicy. Została odkryta w 1781 roku przez astronoma Pierre’a Méchaina, asystenta Charlesa Messiera.

Ten ogromny spiralny dysk gwiazd, pyłu i gazu ma średnicę 170 tysięcy lat świetlnych – czyli prawie dwa razy więcej niż Droga Mleczna. Astronomowie szacują, że Galaktyka Wiatraczek zawiera co najmniej bilion gwiazd. Około 100 miliardów z nich może być podobnych do naszego Słońca pod względem temperatury i czasu powstania.

Ramiona spiralne Galaktyki Wiatraczek są usiane dużymi obszarami mgławic gwiazdotwórczych. W tych regionach trwa intensywne formowanie się nowych gwiazd w molekularnych obłokach wodoru. Młode gromady niezwykle gorących nowo narodzonych niebieskich gwiazd otaczają ramiona spiralne całej struktury. Dysk galaktyczny jest niezwykle cienki, co pozwoliło Teleskopowi Hubble’a dostrzec wiele bardziej odległych galaktyk położonych z nim.

Wielka Niedźwiedzica (łac. Ursa Major) jest gwiazdozbiorem okołobiegunowym nieba północnego, a zarazem trzecią co do wielkości konstelacją na niebie. W Polsce jest widoczna przez cały rok. Liczba gwiazd widoczna w niej gołym okiem wynosi około 125. Siedem najjaśniejszych gwiazd, często niesłusznie utożsamianych z Wielką Niedźwiedzicą, ponieważ stanowią tylko część gwiazdozbioru, tworzy charakterystyczny i łatwy do odszukania na niebie układ Wielkiego Wozu. Oś tylnych kół, Wielkiego Wozu, wskazuje na położoną tuż obok bieguna niebieskiego Gwiazdę Polarną, pełniącą w przeszłości ważną rolę w orientacji na niebie.

Kosmiczny Teleskop Hubble’a, został wystrzelony na niską orbitę okołoziemską w 1990 roku i od tej pory pomaga naukowcom lepiej poznawać Wszechświat. Nie był on pierwszym teleskopem kosmicznym, ale jest jednym z największych i najbardziej wszechstronnych, przez co jest jednym najważniejszych narzędzi badawczych w historii ludzkości. Teleskop Hubble’a został nazwany na cześć astronoma Edwina Hubble’a. Space Telescope Science Institute (STScI) wybiera cele Hubble’a i przetwarza uzyskane dane, podczas gdy Goddard Space Flight Center (GSFC) kontroluje sam statek kosmiczny.

Tekst dostępny na łamach Wszystko co Najważniejsze: https://wszystkoconajwazniejsze.pl/pepites/galaktyka-wiatraczek-w-obiektywie-teleskopu-hubblea/

PAP/MB