Преди няколко години Клей Ванг заведе децата си в Калифорнийския космически център, за да им покаже космическата совалка. Но гледайки Endeavour и размишлявайки за изследване на човешкото пространство в космоса, фармакологът също се запита: ами ако на половината път до Марс екипът свърши с лекарства? Много неща могат да се объркат по време на тригодишна мисия на Марс. И можете да вземете със себе си само ограничен брой лекарства.
„Що се отнася до храната, можете точно да предвидите колко астронавти ще трябва да ядат“, казва Уанг. "Не можеш да направиш това с лекарства."
Какво да направите, ако има нужда от лекарство, което не е поставено? Проблемът се засилва от факта, че в космическата среда много лекарства губят своята сила и се разграждат по-бързо, отколкото на Земята.
Поради тези причини Ванг вярва, че бъдещите изследователи на Марс трябва да отглеждат собствени лекарства. В своята лаборатория в Университета на Южна Калифорния той се готви да проведе експеримент, за да направи това възможно.
Ако всичко върви по план, няколко щастливи екземпляра гъби, наречени Aspergillus nidulans, ще пътуват с ракета SpaceX до Международната космическа станция.
Този конкретен вид гъбички е от съществено значение за биомедицинските изследвания. Учените са изследвали генома на A. nidulans далеч и широко, но неизвестни части остават. Функциите на много гени са неизвестни и екипът на Уанг се надява, че космическият стрес ще помогне на гените да се активират и да произведат нови компоненти. Ако мислим за A. nidulans като фабрика, „много машини в тази фабрика са изключени, така че ние не знаем какво правят“, обяснява Уанг. „В космоса те могат да се включат.“
В повечето случаи A. nidulans произвежда само няколко класа съединения, но Ванг казва, че лабораторията му е открила, че „те произвеждат различни естествени продукти в зависимост от условията, в които отглеждат“. Екипът се надява, че уникалните стресови условия в космоса ще могат да стимулират креативността и да произвеждат съставки, които могат да бъдат включени в лекарствата. Това би помогнало както на земляните, така и на астронавтите в космоса.
Промоционално видео:
Екипът на Ван също иска да превърне A. nidulans или други гъби във фабрики, способни да произвеждат голямо разнообразие от лекарства в космоса. Но първо, те трябва да видят как условията на висока радиация и ниска гравитация ще се отразят на растенията. Какви съединения ще произведат, в какви количества? Какви гени се активират, как се потискат?
За да разберете, пробите от гъби ще бъдат изпратени до космическа станция за няколко дни и след това замразени, докато не се върнат на Земята. След като космическите гъби се върнат, учените ще сравнят техните метаболити, протеини и модели на генна експресия с тези на Земята.
След това изследователите биха могли да използват тази информация, за да размножават устойчиви на пространството щамове на гъбата, A. nidulans или други видове, ако успеят да намерят по-добри за работата.
Например A. nidulans е способен да произвежда съединения, които се борят с ниската костна плътност, проблем, който порази астронавтите, които прекарват много време извън гравитацията. Обикновено гъбата произвежда това съединение в малки количества, но чрез селективно размножаване на щамове, които произвеждат големи количества от това съединение, учените биха могли да произведат по-продуктивни версии.
Ванг вярва, че бъдещите изследователи на Марс биха могли да вземат по няколко спори от всеки щам и да ги отглеждат при нужда, произвеждайки лекарства само за 2-4 дни. За разлика от растенията, гъбите не се нуждаят от почва или специални условия за осветление. Нужни са само хранителни отпадъци и малко вода.
Гледайки напред, генното инженерство може да помогне на гъбичките да произвеждат всички видове антибактериални, противогъбични и дори противоракови лекарства на път за Марс и обратно. С тяхна помощ би било възможно да се направи всяко лекарство, получено от гъби.
„Големият пробив в синтетичната биология е способността да се препрограмират тези организми“, казва Уанг. "Не само можем да ги препрограмираме, ние можем да ги манипулираме с лекота."
В крайна сметка, казва Уанг, астронавтите дори няма да трябва да вземат аптечка с тях. Ако изследователите на Марс свършат griseowulfin, наземният контрол ще им изпрати по имейл последователността на гените, използвана за направата на лекарството, и ДНК синтезатор може да запише тези кодове в изкуствена клетка, която след това ще произведе лекарството.
Но въпреки че учените вече могат да вписват ДНК в изкуствени клетки, практическото приложение на тази технология е на няколко десетилетия от нас.
ИЛЯ КХЕЛ
