宇宙科学：なぜマウス、ビール、そして精子が周回するために送られたのか
1961年4月12日ゆりががりん 彼は歴史上最初の宇宙飛行士となった。数十年後、驚くべきことはほとんど自明になりました - 世界は宇宙旅行について話し始めました。 1986年に、最初の宇宙旅行者は、チャレンジャーシャトルの打ち上げの73秒後に死んだアメリカ人教師、クリスタマコーリフになることでした、そして、米国は非専門家のための宇宙への飛行を禁止する法律を可決しました。しかし、世界は変化しており、乗客の安全を確保する方法は改善されました。
実業家Dennis Tito、Canonicalの創設者Mark Shuttleworth、Sensors Unlimitedの創設者Gregory Olsen、Prodea Systemsの創設者Anoushe Ansari、Intentional Software CorporationのCharles Simony（および2回）の頭、コンピュータゲーム開発者Richard Garryは、すでにISSを訪れました。シルク・ドゥ・ソレイユの最高経営責任者であるガイ・ラリベルテ氏。また、Ilona MaskによるダミーのTesla車の発売は、特にマルチメディアシステム上の「Don't Panic」メッセージの形での小説「銀河へのヒッチハイクガイド」への皮肉な言及を考慮すると、失敗することはできません。
しかし、これらすべてが、人類が宇宙を支配したという意味ではありません。火星の植民地化の計画など、まだまだたくさんの課題があります。そして今、科学者たちは自分の目的のためにスペースを使う機会を逃しません。国際宇宙ステーションは、あなたがユニークな実験を行うことができる軌道上の実験室です。これは、宇宙飛行士にとっても将来の火星の住民にとっても役に立つ可能性があります。その飛行は、結局のところ、誰もが思っているよりも2倍危険です。しかしこれまでのところ、それは少なくとも医学的発見を含む科学的発見のためのデータを得ることを可能にする。
双子の宇宙飛行士とゲノム改変
スコットとマークケリーは世界で唯一の絶対に同一の宇宙飛行士です（彼らは同一の双子です）。少なくとも、それはスコットが無重力の状態でほぼ1年を過ごすまででした。通常、宇宙飛行士は6ヶ月以内にISSに「住んで」いますが、Scott Kellyは故意にもっと長い間駅に送られました - 彼の体の変化がより顕著になるように。戻った後、研究者は彼のパフォーマンスを彼の兄弟と比較しました：それはスコットの身長がほぼ5センチメートル増加したことがわかりました。さらに、その体重は減少し、腸のミクロバイオーム（微生物のセット）はほぼ完全に変化しており、そして予備的な分析によれば、ゲノムはいくつかの変化を受けている。
これらすべてがNASAの専門家に、宇宙環境がScott Kellyの体内で免疫、骨組織の特徴、視力、聴覚および他のいくつかの指標に影響を与える「宇宙」遺伝子のグループを活性化させたと述べることを許しました。しばらくしてからの変化（例えば、成長）の大部分が出発点に戻ったという事実にもかかわらず、約7％の遺伝子が新しい状態に固定されていました。科学者たちは、起こっていることの原因は「宇宙のストレス」 - 体が脅威として認識し、それに応じて対応する異型環境の体への影響 - に求められるべきであると信じています。
免疫、骨組織の特徴、視覚、聴覚に影響を与える「宇宙」遺伝子のグループをスコットケリーの体内で活性化した宇宙環境
ところで、以前の研究では、特別な方法で宇宙への飛翔が脳に影響を与え、脳をより神経可塑性にすることが注目されていました。ミシガン大学で実施された実験によると、宇宙飛行士の灰白質の量はある地域では減少しましたが、現時点でより必要とされていた他の地域では - 例えば下肢の移動を担当する地域で - 増加しました。
同時に、フロリダ大学の科学者チームは宇宙飛行士が月へ旅行するときに心臓問題の危険性がより高いことを発見しました：1961年から1972年までのアポロ参加者から得られたデータに基づいて月に飛んだことがない宇宙飛行士と比較して、「月」の宇宙飛行士の心臓と血管に5倍の害を与えます。
ピンキーと脳：宇宙のマウス
肝臓の状態は、アルコールや脂肪分の多い食品だけでなく、宇宙への逃避によっても悪影響を受けます。この結論は、コロラド大学の研究者によって2011年に行われました。コロラド大学は、げっ歯類を2週間近く（正確には13日半）宇宙に送り出し、その後この珍しい旅の後に臓器がどのように変化したかを調べました。データの分析は、主な問題は肝臓に関連していることを示した：動物は非アルコール性脂肪性疾患の最初の徴候を見つけた。そのような実験で正確な原因を突き止めることはかなり難しいが、科学者達は飛行が線維症（結合組織の増殖）の発生を引き起こすプロセスを誘発することを示唆している。
実験用マウスに関して - 現代科学のための宇宙への彼らの旅は最も重要なものの1つです。げっ歯類での実験は倫理的な理由で人間に再現することはできません - しかし、それらは人体が例えば悪性腫瘍につながる突然変異を引き起こすことがある長期にわたる強力な宇宙放射線の影響に対処できるかどうか理解するのを助けます。成体マウスだけでなく、凍結マウス胚もISSに送られます。地球に戻った後、それらは代理マウスの母親の生物に導入され、そして伝統的な条件下で、マウスの成長と発達を観察しています。
昨年半ばに、カリフォルニアの科学者たちは新しい骨粗鬆症ワクチンをテストするために一度に40匹のマウスをISSに送るという彼らの意図を発表しました。骨タンパク質NELL-1に基づいて開発された実験薬は破骨細胞 - それを破壊する細胞から骨組織を保護するはずです。 ５０年後、人々は毎年平均０．５％の骨組織を失うことが長い間知られてきた。しかし、無重力条件下では、このプロセスは加速されます。テストが成功した場合、ワクチンは軌道に何ヶ月も費やすことを余儀なくされている宇宙飛行士と骨の損傷に直面している "地球人"の両方を助けるでしょう。
スペースブルワリー
一見したところ科学的ではないと思われるトピックに関する豊富な研究（たとえば、女性がパートナーのシャツを嗅ぐ理由を見つけるなど）は、科学が必ずしも退屈ではないと信じるのに役立ちます。科学者が美食家、この場合アルコール中毒者とチームを組むとき、これは特に本当です。 2017年、チェコの醸造会社Budweiserは、すぐに大麦の種をISSに送ると発表しました。なんで？宇宙でビールを醸造し始める最初の人になるために。
もちろん、醸造者は自分たちだけではできなかったでしょう。彼らは宇宙科学の進歩のためのセンター、ISSのアメリカの研究室のマネージャー、そして民間企業のSpace Tangoと力を合わせました。 20のオオムギ種子は少なくとも2つの実験に参加する宇宙ステーションに送られることを計画されます：最初は微小重力状態（すなわち、地球よりはるかに弱いけれども存在する宇宙船内の重力）における種子のふるまいを研究します二つ目は無重力のオオムギの成長です。
確かに、宇宙実験の場合の「すぐ」はゆるい概念です。 Budweiserの所有者の考えが叶うかどうかはまだ明らかではありません。問題は、種がすでにISSに配達されているはずだということです。それらを搭載したSpaceX CRS-13ロケットは、2017年12月4日に始まり、次に12月8日または12日に始まる予定ですが、打ち上げはずっと延期されました。この問題に関する情報はまだ報告されていないので、宇宙ビールが今年調理を開始する可能性は低いです。
規則による食物となし
完全でバランスの取れた食事は、長距離飛行中の宇宙飛行士にとって最も重要な問題の1つです。もちろん、よく知られている「チューブ」に頼ることはできますが、科学者は地球の食生活にできるだけ近いものを開発しようとすることをあきらめません。 ISSに参加して、私たちはレタスだけを成長させることに成功しました、しかしより多様なメニューを作成する作業はしばらくの間止まりません。
最近、南極大陸のGerman Neumayer Station IIIの水耕栽培を使った研究チームは、レタスだけでなく、大根やきゅうりも光や土なしで成長させることができました。たとえ南極大陸が十分なスペースでなくても、厳しい気候条件により、ISSに適用可能な野菜（そして将来的には果物）を栽培するための技術を開発することが可能になります。
肉に関する限り、メンフィスミーツはこれである程度の成功を収めています；それはミートボールラボで「成長」しました。
肉に関しては、これに関するいくつかの成功は、ミートボールラボで味の点で「成長」したメンフィス肉によって達成されたものであり、決して伝統的なものより劣るものではなかった。同社の代表は、宇宙食への自社製品の導入は今後5年間に行われる可能性があると確信しています。一方、イノベーションセンターであるIKEAの特別研究室であるSpace10では、スピルリナのホットドッグやミミズボールを含む未来のファーストフードを無重力で再現する方法を考え出すことができるので、メンフィスミーツは価値がありません。リラックスする。
ペンシルベニア大学の科学者チームも宇宙飛行士を養う権利を競い合うことができます彼らは廃棄物を食物に変える方法を考え出しました。特別な閉鎖系で廃棄物を処理する過程で、彼らはなんとかMethylococcus capsulatusの培養液を得ることができました。これは52％のタンパク質と36％の脂肪からなり、長距離飛行と将来の他の惑星植民地化に役立ちます。
宇宙突然変異と地球抵抗
なぜコロニーブドウ球菌コロニーをISSに送るのですか？質問に対する答えは明白ではないようですが、それについてNASAに尋ねたNanobiosym Anita Goelleの長は、確かに知っています。危険な「乗客」は2017年2月18日に宇宙に入りました、そして、キャンペーンの目的はこれらのバクテリアの突然変異のメカニズムを研究して、その結果、地球上の薬の開発に役立つであろう情報を得ることでした。
黄色ブドウ球菌は多くの抗生物質に耐性があり、敗血症、血液感染症、肺炎を引き起こす可能性があることが重要です。以前の研究では、真菌は微小重力下でより早く成長した、とGoelleはこれがより速く変異する細菌で起こる可能性があることを示唆した。私たちがまだ馴染みのない突然変異が現れるかもしれないと思われます、そして、それは彼らがまだそれらの必要性が生じていない間に私たちが適切な薬に取り組み始めることを可能にします。
火星における性と子供の誕生
私たちが火星の植民地化についての話を現実のものとした場合、非常に重要な問題が発生します。それは、繁殖をどうするか？地球上よりも宇宙で百倍強い太陽放射の生殖細胞への影響を考慮に入れることは非常に重要です。もう一つの重要な要素は微小重力であり、それは1988年に述べられているように、精子の動きを加速することができます。しかし、30年前、研究者はこれが受精プロセスに影響を与えるかどうかを立証することができませんでした。
2017年、日本の科学者たちは9ヶ月間ISSに保管されているマウスの凍結精子サンプルを宇宙に送ったとき、すべてが変わりました。それらが地面に戻され、解凍され、そして次に受精のために使用されたとき、それは、それがあったけれども、最小のダメージであることがわかった。その結果、9匹の「スペース」マウスが一度に出現しました - ゲノムまたは発生に異常がなく、それ自体は受精が可能で、本格的な子孫を生み出しました。
この実験は宇宙が受精環境に非常に適していると言うことを可能にしました。もう1つのことは、マウスは地球上で生まれ、精子はそれほど長くはISS上に保管されていなかったということです - そしてこれらの条件が変われば、ゲノム修飾はもっと重要になるかもしれません。研究者によると、彼らは機会が現れ次第、これをチェックする予定です。
写真：NASA（1、2、3）
