«Медведи» в космосе

Водяные медведи, или тихоходки, — любимый объект для исследований на МКС, поскольку они являются одними из самых устойчивых организмов на планете. К тому же, хранить и перевозить их довольно легко, потому что живут они в водных пленках. Это делает их удобными модельными организмами для изучения выживаемости в открытом космосе. Про то, что уже известно об устойчивости этих животных, можно почитать в статье «Биомолекулы» «Всесильные водяные медведи — в чем их секрет?» [1].

Цель данного исследования заключается в определении и расширении знаний о способах противодействия различных живых существ стрессу в космосе. Ведь во время пребывания на МКС организм переносит разнообразные нагрузки, и, например, важно понимать, какие гены участвуют в стрессовом ответе.

Давайте подробнее остановимся на том, какие еще организмы отправятся на МКС 3 июня и что на них будут изучать.

UMAMI: вкус или что-то большее?

Вкусы бывают разные, и самый непонятный из них называют умами. Но, сегодня речь пойдет не о еде. UMAMI (Understanding of Microgravity on Animal-Microbe Interactions) изучает влияние космоса на молекулярный и химический симбиоз микроорганизмов и их хозяев. В телевизионных рекламах любят показывать, что микробы — страшные и ужасные. Но не все микробы плохие. Например, они играют важную роль в развитии и нормальном функционировании тканей тела человека.

Как раз в таких исследованиях на МКС будет участвовать кальмар бобтейл, Euprymna scolopes (рис. 2). О них, кстати, можно прочитать в статье «Биомолекулы» «Биолюминесцентные и симбиотические микроорганизмы» [2].

Цель исследования заключается в изучении колонизации бактериями живых организмов в условиях микрогравитации. В качестве подопытных используют, как уже упоминалось, кальмара Euprymna scolopes и его симбиотическую бактерию Vibrio fischeri.

Это исследование сможет улучшить наше понимание сложных взаимодействий между животными и микроорганизмами, происходящих в космосе; узнать, что происходит в тканях живых существ. Ведь мы знаем это достаточно хорошо для земных условий, но информация для условий космических пока очень неполная.

Не секрет, что космонавты имеют множество проблем со здоровьем. Решение этих проблем является насущной задачей для всех космических агентств. Микробиом меняется; эксперименты на людях проводить нельзя, поэтому выход один — в качестве объектов использовать другие многоклеточные организмы.

Борьба с уролитиазом (камнями в почках)

Почки — один из главных фильтров нашего организма, но, как и каждый фильтр, они могут забиваться. Причиной этого могут быть кальций и соли, способные образовывать микрокристаллы в канальцах нефрона, которые увеличиваются в размерах и превращаются в камни в почках. Такой проблемой страдают, в том числе, и космонавты МКС, поэтому было решено провести исследование Kidney Cells-02 для наблюдения за тем, что происходит с микрокристаллами в условиях невесомости. Использование трехмерной микрожидкостной системы почечных клеток (рис. 3) на борту МКС позволяет равномерно распределять поток жидкости через почечные клетки, что позволяет улучшить наблюдения за воздействием микрокристаллов на почечные канальцы.

Производство хлопка

Хлопок используется для производства потребительских товаров — одежды, постельного белья и даже фильтров для кофе, но его производство достаточно вредно и затратно. Хлопковые растения с повышенной экспрессией гена AVP1 обладают устойчивостью к засушливым условиям, а также производят на 20% больше хлопкового волокна, чем обычные растения. Такая стрессоустойчивость была предварительно связана с улучшенной корневой системой, которая может использовать больше воды и питательных веществ.

Изучение способов выращивания хлопка на орбите (это исследование названо «Целенаправленное выращивание хлопка за счет выращивания на орбите», по-английски — Targeting Improved Cotton Through On-orbit Cultivation, TICTOC) направлено на выяснение того, как структура корневой системы влияет на устойчивость растений, эффективность водопользования и связывание углерода во время критической фазы укоренения рассады. TICTOC может помочь определить, какие гены и факторы окружающей среды контролируют развитие корней в условиях микрогравитации.

Литература

1. Всесильные водяные медведи — в чем их секрет?;
2. Биолюминесцентные и симбиотические микроорганизмы.