Drożdże wróciły z kosmosu. Eksperyment ma pozwolić podbić Marsa

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

„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 astrobiolożka i astrofizyczka 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.

Badaczka 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. Astrobiolożka 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.

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. (PAP)

tma/ bar/