211service.com
Mirtinos bakterijos iš kosmoso
Yra žinoma, kad skrydžiai į kosmosą daro didelį poveikį žmogaus fiziologijai, silpnina astronautų kaulus ir raumenis bei silpnina jų imuninę sistemą. Naujas tyrimas rodo, kad jo poveikis mikroorganizmams gali būti toks pat dramatiškas: Salmonella auginami erdvėlaivyje buvo daug kartų mirtingesni nei antžeminiai jo kolegos. Tyrimas rodo, kad NASA ir kitoms kosmoso agentūroms gali tekti nerimauti, kad ilgos pilotuojamos misijos padidins mikroorganizmų, kuriuos astronautai neišvengiamai nešiojasi, virulentiškumą. Ji taip pat suteikė mikrobiologams įžvalgų Salmonella kurie gali paskatinti naujus infekcijų gydymo būdus Žemėje.
Jis atkeliavo iš kosmoso: Salmonella typhimurium (viršuje), auginami erdvėlaivyje, parodė pasaulinius genų ekspresijos ir baltymų gamybos pokyčius ir buvo daug mirtingesni nei identiškos padermės, auginamos Žemėje.
Astronautė Heide Stefanyshyn-Piper (apačioje), 2006 m. laikė vieną iš dvylikos Salmonella talpyklų erdvėlaivyje Atlantis. Sukdama švaistiklį dešinėje rankoje Stefanyshyn-Piper pavertė skyrius, pilnus neaktyvių bakterijų, į skyrius, pilnus augimo terpės.
Tyrėjai, vadovaujami Cheryl Nickerson , Arizonos valstijos universiteto Biodizaino instituto docentas, nustatė, kad Salmonella 2006 m. išaugintas per erdvėlaivio STS-115 misiją, patyrė didelių 167 genų raiškos pokyčių. Paskyrus pelėms atgal į Žemę, bakterijos pasirodė daug kartų mirtingesnės nei lygiavertė padermė, užauginta žemėje.
Šis eksperimentas buvo pirmasis, kurio metu buvo tiriami mikroorganizmo genų ekspresijos pokyčiai erdvėje. Arizonos mokslininkai pateikė įrodymų, kad vienas konkretus Salmonella genas reguliuoja daugumą molekulinių pokyčių, kuriuos patyrė bakterijos. Šis pasaulinis reguliatorius, kuris, atrodo, padeda bakterijoms reaguoti į stresą ir tampa vis virulentiškesnis, yra galimas gydymo tikslas ateityje. Salmonella gydymo būdai.
Pasekmės žmonių skrydžiams į kosmosą nėra tokios aiškios. Atrodo, kad NASA neturėtų jaudintis, bent jau artimiausiu metu, sako Davidas Robertsonas , direktorius Kosmoso fiziologijos ir medicinos centras Vanderbilto universitete. Tačiau visiškai sterilizuoti erdvėlaivių neįmanoma, daugiausia dėl to, kad žmonės su savimi nešiojasi tiek daug bakterijų: bakterijų ląstelių mūsų kūne daug daugiau nei mūsų pačių. Kuo ilgesnės kelionės, tuo labiau turime susirūpinti, sako Robertsonas. Pilotuojama misija į Marsą, kurią pasiūlė prezidentas Bushas, užtruktų apie trejus metus.
The Salmonella buvo nugabenti į erdvėlaivį Atlantida savotiška sustabdyta animacija, užsandarinta į skyrius suskirstytuose mėgintuvėliuose. Vienas iš astronautų suaktyvino bakterijų kultūras įstumdamas stūmoklį į kamerą, kurioje buvo sumaišytas Salmonella su augimo terpe. Po 24 valandų stūmoklis buvo įstumtas į kitą kamerą. Tada pusė bakterijų buvo sumaišyta su didesne augimo terpe, kad jos išliktų gyvos, kol sugrįš į Žemę; kita pusė buvo sumaišyta su cheminiu fiksatoriumi, kuris sustabdė jų augimą ir išsaugojo juos, kad būtų galima ištirti jų genų raišką po to, kai nusileido šaulys.
Tyrėjai žemėje atliko tą patį eksperimentą su ta pačia paderme Salmonella , auginami aplinkoje, kuri imitavo temperatūrą, drėgmę ir kitas sąlygas erdvėlaivyje, bet turėjo Žemės gravitaciją. Palyginti su šiomis bakterijomis, kosmose išaugintos bakterijos parodė didelius 167 genų aktyvumo ir 73 baltymų gamybos pokyčius. Mažesnė kosminių bakterijų koncentracija sukėlė mirtinas pelių infekcijas, o kosminės bakterijos nužudė daugiau pelių greičiau nei augančios Žemėje.
Nickersonas teigia, kad šie pokyčiai gali atsirasti dėl mechaninių įtempių, kuriuos mikrogravitacija sukelia bakterijų ląstelėms. Ji sako, kad mikrogravitacijos sąlygomis mėgintuvėlyje arba mūsų kūne esančios ląstelės yra plūduriuojančios, plūduriuojančios. Tai keičia skysčių srautą per ląstelių paviršių, taigi ir ląstelių elgesį.
Atrodo prieštaringa, kad mokslininkai gali sužinoti, kaip bakterijos elgiasi mūsų kūnuose Žemėje, patalpindamos jas į tokią dirbtinę aplinką, kaip į mėgintuvėlį erdvėlaivyje. Jeanne Becker , direktoriaus pavaduotojas Nacionalinis kosmoso biomedicinos tyrimų institutas , Hiustone. Žvelgdama į tai iš bakterijų perspektyvos, ji sako, kad jos nori išgyventi stresinėje aplinkoje – nesvarbu, ar tai būtų mikrogravitacija, ar imuninės sistemos puolimas, ar antibiotikų buvimas. Tai, kaip bakterijos reaguoja į stresą sukeliančią aplinką, pavyzdžiui, gamindamos daugiau ar mažiau tam tikro baltymo, gali nukreipti mokslininkus į biocheminius kelius, kuriuos gali nukreipti nauji vaistai.
Kosminiai skrydžiai taip pat keičia genetinį žmogaus ląstelių aktyvumą. Mes evoliucionavome vienos gravitacijos aplinkoje, sako Beckeris. Atsisakius gravitacijos, vyksta esminiai pokyčiai. Vienas tyrimas parodė, kad kosminiai skrydžiai sukėlė daugiau nei 1600 genų ekspresijos pokyčius žmogaus inkstų ląstelėse, auginamose kultūroje. Beckeris teigia, kad bus atlikta daug daugiau tyrimų apie kosmoso sąlygų molekulinį poveikį ląstelėms, nes mokslininkai pasinaudos Tarptautine kosmine stotimi.
Nickersono grupė netrukus paskelbs dokumentus apie skrydžių į kosmosą poveikį mielių atmainai ir Pseudomonas aeruginosa , bakterija, sukėlusi iki šiol vienintelę sunkią astronauto infekciją 1970 m. Kad sėkmingai sugrįžtų į atmosferą po laive įvykusio sprogimo, Apollo 13 astronautai pasitraukė iš pagrindinės savo laivo dalies į savo Mėnulio modulį, kur jiems trūko deguonies, energijos ir vandens. Tokiomis ekstremaliomis sąlygomis astronautas Fredas Haise'as susirgo agresyvia prostatos infekcija, kurią sukėlė Pseudomonas ir grįžęs namo kelias savaites sunkiai sirgo.
Dauguma astronautų infekcijų kosmose buvo lengvos – Haise'o atvejis yra išimtis – ir nė viena nebuvo sukelta Salmonella . Nickerson sako, kad pasirinko studijas Salmonella nes ankstesni eksperimentai, imituojantys mikrogravitaciją ir kitas erdvės sąlygas, rodė, kad bakterijos virulentiškumas erdvėje gali padidėti. Nors Salmonella ji niekada nebuvo izoliuota nuo erdvėlaivių, tai yra svarbi priežastis, dėl kurios maistas, skirtas Tarptautinei kosminei stočiai, yra diskvalifikuojamas.
Tai, kad bent viena bjauri vabzdžių skrydžiai į kosmosą tampa akivaizdžiai virulentiškesnė, kelia pavojų, kuris anksčiau galėjo būti neįvertintas. Kimas Priskas , medicinos profesorius NASA laboratorija Kalifornijos universitete, San Diege. Tai verčia susimąstyti, koks agresyvus turėtų būti medicininis infekuoto subjekto gydymas kosmose.
Dar svarbiau, sako Priskas ir Beckeris, tai, kad Arizonos mokslininkai nustatė pasaulinį virulentiškumo reguliatorių, dėl kurio gali būti pradėtas gydymas. Salmonella infekcijos. Tai geras pavyzdys, kaip į kosminius skrydžius orientuoti tyrimai gali duoti potencialiai svarbių ir naudingų rezultatų čia, sako Priskas.