우주 과학 : 왜 쥐, 맥주 및 정자가 궤도에 보냈는지

1961 년 4 월 12 일 유리 가가린 그는 우주로 날아간 역사상 최초의 사람이되었습니다. 수십 년 후, 놀라운 것은 거의 사소 해졌습니다. 세계는 우주 관광에 대해 이야기하기 시작했습니다. 1986 년 최초의 우주 여행객은 챌린저 셔틀이 발사 된 후 73 초 만에 사망 한 미국인 교사 크리스타 맥컬리프 (Christa McAuliffe)가되었고, 미국은 전문가가 아닌 우주 비행을 금지하는 법을 통과 시켰습니다. 그러나 세계는 변화하고 있으며 승객의 안전을 보장하는 방법이 개선되었습니다.

사업가 데니스 티토 (Dennis Tito), Canonical 설립자 Mark Shuttleworth, 우주 관광객 중 최초의 여성 인 Prosa Systems 창업자 인 Anoushe Ansari, Intearsal Software Corporation의 책임자 인 Charles Simony (두 번), 컴퓨터 게임 개발자 인 Richard Garry는 Sensors Unlimited의 설립자 인 Gregory Olsen이 이미 ISS 태양의 서커스 (Cirque du Soleil) 최고 경영자 인 Guy Laliberte. 그리고 Ilona Mask가 선상에있는 가짜 테슬라 차를 발사 할 때, 특히 멀티미디어 시스템에서 "Do not Panic"메시지 형태로 소설 "은하계의 히치하이커 안내서"에 대한 아이러니 컬 한 언급을 생각해 볼 때 감명을 줄 수 없습니다.

그러나이 모든 것이 인류가 우주를 정복했다는 것을 의미하지는 않습니다. 우리는 여전히 화성에 식민지화를 계획하고있는 것과 같이 많은 임무를 수행하고 있습니다. 그리고 이제 과학자들은 자신의 목적을 위해 공간을 사용할 수있는 기회를 놓치지 않습니다. 국제 우주 정거장은 독특한 실험을 할 수있는 궤도 실험실입니다. 이것은 우주 비행사와 화성의 미래 거주자 모두에게 잠재적으로 유용 할 수 있습니다. 밝혀진대로, 모두가 생각한 것보다 두 배나 위험한 비행입니다. 그러나 지금까지는 적어도 의학, 발견을 포함한 과학적 데이터를 얻을 수 있습니다.

트윈 우주 비행사 및 게놈 개조

Scott과 Mark Kelly는 세계에서 유일하게 절대적으로 동일한 우주 비행사입니다 (그들은 일란성 쌍둥이입니다). 적어도 Scott은 무중력 상태에서 거의 1 년을 보냈습니다. 보통 우주 비행사는 ISS에서 6 개월 이상 "살기"는하지만 스콧 켈리는 우주 비행사를 의도적으로 장기간 파견하여 신체의 변화가 눈에 띄게됩니다. 돌아온 후에, 연구원은 그의 형제와 그의 성과를 비교했다 : 그것은 Scott의 높이가 거의 5 센티미터만큼 증가했다. 또한 체중이 감소하고 장의 미생물 인 미생물이 거의 완전히 변하고 예비 분석에 따르면 게놈은 약간의 변화를 겪었다.

이 모든 것이 NASA 전문가들에 의해 스콧 켈리 (Scott Kelly)의 신체에서 활성화 된 우주 환경이 면역, 뼈 조직의 특징, 시력, 청력 및 다른 지표에 영향을주는 "조화 우주 (cosmic)"유전자 군으로 밝혀졌습니다. 일부 시간이 지난 후에 대부분의 변화 (예 : 성장)가 시작점으로 돌아 왔음에도 불구하고 유전자의 약 7 %가 새로운 상태로 고정되었다. 과학자들은 일어나고있는 일의 원인은 신체가 위협으로 인식하고 이에 따라 반응하는 비정형 환경의 신체에 미치는 영향 인 "우주적 스트레스"에서 찾아야한다고 믿습니다.

스콧 켈리 (Scott Kelly)의 신체에서 활성화 된 우주 환경은 면역, 뼈 조직의 특징, 시력, 청각에 영향을주는 "조화 우주 (cosmic)"유전자 군

그런데 이전 연구에서 공간으로의 비행이 특별한 방법으로 뇌에 영향을 미치므로 신경 세포가 더 많이 생성된다는 사실이 알려졌습니다. 미시간 대학에서 실시한 실험에 따르면 일부 지역에서는 우주 비행사의 회색 물질이 감소한 반면 다른 곳에서는 더 적은 공간이 필요합니다. 예를 들어 하체 운동을 담당하는 구역과 같이 증가했습니다.

동시에, 플로리다 대학의 과학자 팀이 우주 비행사가 달에 여행 할 때 우주 문제의 위험이 더 높다는 것을 알았습니다. 1961 년에서 1972 년까지 아폴로 참가자들로부터 얻은 데이터에 근거하여 우주 방사선은 달에 비행 한 적이없는 우주 비행사와 비교할 때 "음력"우주 비행사의 심장과 혈관에 5 배 더 많은 해를 끼친다.

핑키와 브레인 : 우주에서 마우스

간장 상태는 알코올 및 지방 음식뿐만 아니라 우주로의 비행에도 부정적인 영향을 미칩니다. 이 결론은 콜로라도 대학의 연구자들이 2011 년에 처음으로 설치류를 거의 2 주 (또는보다 정확하게는 13 일 반) 우주로 보냈는데이 비정상적인 여행 후에 장기가 어떻게 변하는지를 살펴 보았습니다. 데이터의 분석은 주요 문제가 간과 관련이 있음을 보여주었습니다. 동물들은 비 알콜 성 지방 질환의 초기 징후를 발견했습니다. 그러한 실험에서 정확한 원인을 밝히는 것은 다소 어렵지만 과학자들은 비행이 섬유증 (결합 조직의 증식)의 진행을 자극하는 과정을 촉발 시켰다고 제안했다.

실험실 마우스에 관해서는 현대 과학을위한 공간으로의 여행이 가장 중요합니다. 설치류에 대한 실험은 윤리적 인 이유 때문에 인간에게 복제 될 수 없지만 인체가 돌연변이를 일으킬 수있는 오래 지속되는 강력한 우주 방사선 (예 : 악성 종양)의 영향에 대처할 수 있는지 여부를 이해하는 데 도움이됩니다. 성인 쥐뿐만 아니라 ISS로 보내지지만, 또한 고정 된 마우스 배아. 지구로 돌아온 후에, 그들은 대리 마우스 어머니의 유기체에 도입되고, 전통적 조건 하에서, 생쥐의 성장과 발달을 지켜보고 있습니다.

작년 중반, 캘리포니아 과학자들은 새로운 골다공증 백신을 테스트하기 위해 40 마리의 마우스를 ISS에 즉시 보내겠다고 발표했습니다. 뼈 단백질 인 NELL-1을 기반으로 개발 된 실험 약물은 파골 세포 (파골 세포)를 파괴하는 세포에서 뼈 조직을 보호해야합니다. 50 년 후에 사람들은 매년 평균 0.5 %의 뼈 조직을 잃어버린다고 알려져 있습니다. 그러나 무중력 상태에서이 과정은 가속화됩니다. 테스트가 성공적이면 백신은 궤도에서 수개월을 보내야하는 우주 비행사와 뼈가 손상된 "지구인"을 도울 것입니다.

스페이스 양조장

언뜻보기에는 비과학적인 것처럼 보이는 주제에 대한 풍부한 연구 (예를 들어, 여성이 파트너의 셔츠를 냄새로 여기는 이유를 찾는)는 과학이 반드시 지루하지는 않다는 것을 믿는 데 도움이됩니다. 이것은 과학자들이 미식가 또는이 경우 알코올 중독자와 함께 할 때 특히 그렇습니다. 2017 년 체코 양조 회사 인 버드 와이저 (Budweiser)는 곧 보리 씨앗을 ISS에 보낼 것이라고 발표했습니다. 왜? 우주에서 맥주를 ​​양조하기 시작한 첫 번째가되기.

물론 양조업자는 독자적으로 할 수 없었습니다. 그들은 우주 과학 발전 센터, ISS의 미국 연구소 관리자, 민간 회사 인 Space Tango와 합세했습니다. 20 개의 보리 종자가 우주 정거장으로 보내질 예정이며 적어도 두 가지 실험에 참여할 것입니다. 첫 번째는 미세 중력 조건 (즉, 지구에서보다 약하지만 우주선 내의 중력)에서 종자의 행동을 연구하고, 두 번째는 무중력 상태의 보리 성장이다.

사실, 우주 실험의 경우 "곧"느슨한 개념입니다. 버드 와이저 소유주의 아이디어가 실현 될지는 아직 확실하지 않습니다. 문제는 이미 씨앗이 ISS에 인도되어 있어야한다는 것입니다 : 우주선 CRS-13 로켓은 2017 년 12 월 4 일에, 그리고 12 월 8 일 또는 12 일에 발사 될 예정 이었지만, 발사는 항상 연기되었습니다. 이 문제에 관한 정보는 아직보고되지 않았기 때문에 우주 맥주는 올해 요리를 시작하지 않을 것입니다.

규칙에 의한 음식과없는 음식

완전하고 균형 잡힌 식단은 장거리 비행 중 우주 비행사에게 가장 중요한 문제 중 하나입니다. 물론 잘 알려진 "튜브"에 의지 할 수는 있지만 과학자들은 가능한 한 지구의 식단에 가깝게 뭔가를 개발하려고 애를 씁니다. ISS에서 우리는 양상추만을 키울 수 있었지만 더 다양한 메뉴를 만드는 작업은 잠시 멈추지 않습니다.

최근 수경법을 사용하는 남극 대륙 독일 Neumayer Station III의 연구팀은 양상추뿐만 아니라 빛과 흙이없는 무와 오이도 자랐습니다. 남극 대륙이 공간이 충분하지 않더라도, 가혹한 기후 조건으로 인해 ISS에 적용 할 수있는 채소 재배 기술 (그리고 미래에는 과일)을 개발할 수 있습니다.

고기에 관한 한 Memphis Meats는이 분야에서 약간의 성공을 거두었으며 미트볼 연구소에서 전통적으로 맛이 나지 않는 "성장"했습니다

고기에 관해서는, 이것에있는 약간 성공은 미트볼 실험실에서 "재배 된"멤피스 고기에 의해 맛이 나고, 전통적인 것보다는 열등한 방법으로 달성되었다. 회사의 대표자는 우주 식단에 제품을 도입하는 것이 향후 5 년 내에 발생할 수 있다고 확신합니다. 다른 한편, Space10, 혁신 센터 및 IKEA 특별 실험실에서이 시간 동안 그들은 스피루리나 (파란 녹조류)와 웜 미트볼의 핫도그를 포함하여 무중력으로 미래의 패스트 푸드를 재창조하는 방법을 파악할 수 있으므로 멤피스 고기는 가치가 없습니다 긴장을 풀다.

펜실베이니아 대학의 한 과학자 팀은 우주 비행사에게 공급할 권리를 놓고 경쟁 할 수 있습니다. 그들은 폐기물을 음식으로 바꾸는 방법을 알아 냈습니다. 특별 폐쇄 시스템에서 쓰레기를 처리하는 과정에서 그들은 Methylococcus capsulatus의 양식을 얻었습니다. 52 %는 단백질과 36 % 지방으로 이루어졌으며 장거리 비행과 미래의 다른 행성에 식민지화하는 데 유용 할 수 있습니다.

우주 돌연변이와 지상 저항

식민지 포도상 구균 식민지를 ISS에 보내는 이유는 무엇입니까? 질문에 대한 대답은 분명하지 않지만 NASA에 질문 한 Nanobiosym Anita Goelle의 책임자는 확실히 알고 있습니다. 위험한 "승객"은 2017 년 2 월 18 일에 우주로 들어갔다. 캠페인의 목표는이 박테리아의 돌연변이 메커니즘을 연구하고 결과적으로 지구상의 약물 개발에 도움이되는 정보를 얻는 것이었다.

Staphylococcus aureus가 많은 항생제에 내성을 나타내며 패혈증, 혈액 감염 및 폐렴을 일으킬 수 있다는 것이 중요합니다. 이전 연구에서는 미세 중력 하에서 균류가 빠르게 자라 났으며 Goelle은 이것이 더 빨리 변이하는 박테리아에서 일어날 수 있다고 제안했습니다. 우리가 아직 익숙하지 않은 돌연변이가 나타날 수 있다고 가정하고, 적절한 약제에 대한 연구를 시작할 수 있으며, 필요성이 아직까지 생기지는 않았지만 적어도 고무적인 것으로 들립니다.

화성 어린이의 성생활과 탄생

우리가 화성의 식민지화에 관한 이야기를 실제처럼 들려 준다면 매우 중요한 질문이 생깁니다. 지구에서보다 백 배나 더 강한 태양 복사의 배아 세포에 미치는 영향을 고려하는 것은 매우 중요합니다. 또 다른 중요한 요소는 1988 년에 언급했듯이 정자의 움직임을 가속화 할 수있는 미세 중력 (microgravity)입니다. 그러나 30 년 전, 연구자들은 이것이 수정 과정에 영향을 미치는지 여부를 밝힐 수 없었다.

2017 년에 모든 것이 바뀌 었습니다. 일본 과학자들이 ISS에 9 개월 동안 우주에 저장 한 냉동 생쥐 샘플을 보냈습니다. 그들이 땅에 떨어졌을 때 해동되고 수정을 위해 사용될 때, 그 피해는 극히 미미 했음이 밝혀졌습니다. 그 결과 9 개의 "우주"쥐가 한꺼번에 나타났습니다. 게놈이나 발달에 이상이 발생하지 않았고, 수정 자체가 가능하고 완전한 자손을 낳았습니다.

이 실험은 우주가 시비 환경에 매우 적합하다고 말할 수있었습니다. 또 다른 것은 생쥐가 지구에서 태어 났으며 정자가 ISS에 너무 오래 저장되지 않았다는 것입니다. 이러한 조건이 바뀌면 게놈 개조가 더욱 중요해질 수 있습니다. 연구원에 따르면, 그들은 기회가 나타나 자마자이를 점검 할 계획이다.

사진 :NASA (1, 2, 3)