Jak kosmos zmienia wirusy i bakterie?
Wirusy infekujące bakterie oraz ich gospodarze gromadzą charakterystyczne mutacje w warunkach mikrograwitacji oraz inaczej się zachowują – pokazały badania na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Wyniki mogą mieć znaczenie dla medycyny na Ziemi i w kosmosie.
Wirusy i bakterie w kosmosie
.Interakcje między bakteriofagami – wirusami infekującymi bakterie – a ich gospodarzami odgrywają kluczową rolę w mikrobiologicznych ekosystemach, także na stacji kosmicznej – podkreślają naukowcy z University of Wisconsin-Madison (USA).
W ramach „ewolucyjnego wyścigu zbrojeń”, jak naukowcy opisują to zjawisko, bakterie mogą rozwijać mechanizmy obronne przeciwko fagom, podczas gdy fagi wypracowują nowe sposoby na przełamanie tej obrony.
Choć interakcje wirus-bakteria zostały szeroko zbadane na Ziemi, warunki mikrograwitacji zmieniają fizjologię bakterii oraz oddziaływania między wirusami a bakteriami, zakłócając typowy przebieg tych interakcji – pokazało nowe badanie opisane na łamach „PLOS Biology”.
Jego autorzy porównali dwa zestawy próbek bakterii E. coli zainfekowanych fagiem znanym jako T7 – jeden zestaw inkubowano na Ziemi, a drugi na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej.
Analiza próbek ze stacji kosmicznej wykazała, że – po początkowym opóźnieniu – fag T7 skutecznie zainfekował bakterie. Jednak sekwencjonowanie całego genomu ujawniło wyraźne różnice w mutacjach genetycznych zarówno u bakterii, jak i u wirusów, pomiędzy próbkami ziemskimi a kosmicznymi.
Dało się zaobserwować swojego rodzaju wojnę między wirusami i bakteriami. Fagi trzymane na stacji kosmicznej stopniowo gromadziły specyficzne mutacje, które mogły zwiększyć ich zaraźliwość lub zdolność do wiązania się z receptorami na komórkach bakterii – zauważyli badacze. Z kolei bakterie ze stacji kosmicznej gromadziły mutacje, które mogły chronić je przed fagami i zwiększać ich szanse na przetrwanie w warunkach bliskich nieważkości.
Naukowcy dokładniej zbadali także zmiany w białku faga T7, które odgrywa kluczową rolę w procesie infekcji. Badanie to ujawniło kolejne znaczące różnice między warunkami mikrograwitacji a warunkami ziemskimi. Zmiany w białku powiązano ze zwiększoną aktywnością faga przeciwko szczepom E. coli, które wywołują infekcje dróg moczowych u ludzi i zazwyczaj są oporne na faga T7. Wyniki mogą więc mieć istotne znaczenie zarówno dla eksploracji kosmosu, jak i dla zdrowia ludzkiego.
„Kosmos zasadniczo zmienia sposób, w jaki fagi i bakterie wchodzą w interakcje: infekcja jest spowolniona, a oba organizmy ewoluują według innej trajektorii niż na Ziemi. Badając te wywołane kosmicznymi warunkami adaptacje, zdobyliśmy nową wiedzę, która pozwoliła nam zaprojektować fagi o znacznie wyższej skuteczności przeciwko lekoopornym patogenom tutaj, na Ziemi” – komentują naukowcy, cytowani w materiałach prasowych.
Kosmos jest dziś domeną intensywnej współpracy
.Polska gospodarka kosmiczna w przeciągu ostatnich lat coraz bardziej się rozwija. Polska Agencja Kosmiczna jest liderem w tym rozwoju. Przyszłość pokaże, jakie osiągnięcia staną się jeszcze ich udziałem. O polskiej eksploracji kosmosu pisze na łamach Wszystko co Najważniejsze prof. Grzegorz WROCHNA, polski fizyk, profesor nauk fizycznych. W latach 2011−2015 dyrektor Narodowego Centrum Badań Jądrowych, w latach 2019–2021 podsekretarz stanu w Ministerstwie Nauki i Szkolnictwa Wyższego. Od 2021 prezes Polskiej Agencji Kosmicznej.
Jak zaznacza ekspert, produkty i usługi wykorzystujące technologie kosmiczne to dzisiaj rynek szacowany na 350–450 mld euro. Nie ma więc cienia przesady w nazywaniu tego rynku nową gałęzią gospodarki – gospodarką kosmiczną. Co więcej, jest to chyba najbardziej dynamicznie rozwijająca się gałąź światowej gospodarki, odnotowująca rokrocznie dwucyfrowe wzrosty. Tylko w latach 2020–2022 przychody branży kosmicznej wzrosły o 20 proc., a zgodnie z przewidywaniami analityków do 2040 r. osiągną 1 bln dolarów. Obserwując tę dynamikę, można zadać pytanie, czy Polska jest krajem na tyle nowoczesnym i silnym gospodarczo, by zapewnić sobie dostęp do tych zdobyczy technologicznych i być istotnym graczem na międzynarodowych rynkach.
„Tradycje mamy znakomite i bynajmniej nie tylko w dziedzinie fantastyki naukowej – choć Lem i Żuławski zainspirowali niejednego przedsiębiorcę swoimi wizjami. Pierwszy polski instrument badawczy poleciał w kosmos już 50 lat temu, w 500-lecie urodzin Kopernika. W ramach programu „Interkosmos” budowaliśmy zaawansowaną w owych czasach aparaturę i wysłaliśmy pierwszego Polaka na orbitę. Mirosław Hermaszewski przez całe 45 lat po swoim locie wspierał inicjatywy kosmiczne i inspirował kolejne pokolenie, spotykając się z młodymi ludźmi” – pisze autor artykułu.
Jego zdaniem nowoczesna era polskiego kosmosu zaczęła się w 2012 roku wejściem naszego kraju do Europejskiej Agencji Kosmicznej (European Space Agency – ESA). Celem tej organizacji jest rozwijanie technologii w krajach członkowskich poprzez realizację wspólnych programów. ESA będzie realizować te programy, które zebrały odpowiednie finansowanie. Reguła zwrotu geograficznego zapewnia, że większość zadeklarowanej kwoty wraca do kraju w postaci zamówień na elementy niezbędne do realizacji danego programu. Mamy więc gwarancję, że wpłacone pieniądze nie tylko odzyskamy, ale dzięki nim zdobędziemy dostęp do najnowocześniejszych europejskich technologii i rozwiniemy swoje własne.
Dodaje też, że Polska uczestniczy obecnie w 11 z 24 misji ESA, których celem jest eksploracja Księżyca, Słońca i planet Układu Słonecznego wraz z ich księżycami, a także badanie odległego Wszechświata. W bazie danych ESA zarejestrowanych jest ponad 400 firm, z czego ponad 150 otrzymało już kontrakty. Te duże liczby cieszą, ale zarazem stanowią wyzwanie, bo nasz sektor kosmiczny składa się głównie z małych i średnich przedsiębiorstw oraz instytucji naukowych. Niełatwo jest im stawić czoła wielkim czempionom obecnym na rynku kosmicznym już od kilku dekad.
„POLSA, powołana w 2014 roku, jest stosunkowo młodą agencją, jeśli porównać ją z np. z NASA utworzoną w roku 1958. Nie jest jednak naszym celem „doganianie” znacznie bardziej doświadczonych agencji. Zamiast gonić i zawsze pozostawać w tyle, lepiej przeskoczyć do przyszłości, pomijając niektóre etapy, jak to się udało Polsce w bankowości czy technologiach informatycznych. Ten nowy etap, nazywany czasem „New Space” albo „Space 4.0”, charakteryzuje się wejściem na rynek firm prywatnych, szybszą budową tańszych satelitów, gwałtownym rozwojem rynku rozmaitych zastosowań” – pisze prof. Grzegorz WROCHNA.
Dla młodych czy niezbyt dużych firm trudną do pokonania barierą jest przepaść między opracowaniem nowej technologii a wdrożeniem jej do konkretnych produktów czy usług rynkowych. Autor przypomina, że to właśnie tu z pomocą przychodzi ESA, tworząc most nad tą „doliną śmierci”. Jest to możliwe, gdyż ESA wykorzystuje pieniądze publiczne, kierowane przez państwa członkowskie do interesujących je obszarów, ale wydaje je na zasadzie komercyjnych zamówień, gdzie firma musi wygrać przetarg i dostarczyć działający produkt. Co więcej, nie jest pozostawiona sama sobie, tylko może liczyć na wsparcie ekspertów ESA i dojrzalszych partnerów. Nie dziwi więc, że na 17 mld euro, zebranych przez ESA na lata 2022–25, 9 mld pochodzi z Francji, która postrzega współpracę z ESA jako najlepszy model rozwijania swojej gospodarki wysokich technologii.
„Polska zwiększyła swój wkład o 295 mln euro oraz zadeklarowała dodatkowe środki na dostęp do badań na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej ISS. To gigantyczne laboratorium kosmiczne umożliwia prowadzenie badań i rozwijanie technologii w warunkach, jakich nie sposób osiągnąć na Ziemi: stan nieważkości, a w otwartej części wysoka próżnia, silne promieniowanie, ogromne różnice temperatur. Testowanie aparatury do satelitów użytkowych, badania podstawowych praw fizyki, eksperymenty z różnymi technologiami materiałowymi, elektronicznymi itp., badania biotechnologiczne, biologiczne i medyczne – to wszystko dziedziny z pierwszej linii frontu rozwoju nauki i technologii” – podsumowuje profesor.
LINK DO TEKSTU: https://wszystkoconajwazniejsze.pl/prof-grzegorz-wrochna-polska-gospodarka-kosmiczna/
PAP/ Marek Matacz/ LW
