Gen niesporczaka tarczą dla drożdży. Polscy naukowcy testują go na orbicie
Mikroskopijne niesporczaki słyną z odporności na warunki, które zabiłyby większość organizmów. Polski zespół wszczepił ich gen drożdżom i wysłał na ISS, by sprawdzić, czy ochroni mitochondria przed mikrograwitacją. Wstępne wyniki są obiecujące.
pl.
👁 111 przeczytań
- Gen AOX niesporczaka Hypsibius dujardini wprowadzony do genomu drożdży Saccharomyces cerevisiae chroni ich mitochondria przed stresem oksydacyjnym w kosmosie.
- Eksperyment przeprowadzono na ISS w ramach misji IGNIS - polski astronauta Sławosz Uznański-Wiśniewski umieścił pojemnik z drożdżami w module Columbus.
- Wstępne analizy potwierdzają, że szczep z genem AOX ma znacznie korzystniejszą budowę i funkcjonowanie mitochondriów niż szczep kontrolny.
Czy klucz do przetrwania długich misji kosmicznych kryje się w genomie stworzenia mniejszego od milimetra? Niesporczaki, nazywane pieszczotliwie wodnymi misiami, od lat fascynują biologów zdolnością wchodzenia w stan kryptobiozy - potrafią przetrwać bez wody, w próżni i przy dawkach promieniowania, które dla człowieka byłyby śmiertelne. Teraz polscy badacze postanowili sprawdzić, czy jeden z ich genów może posłużyć jako tarcza ochronna dla zupełnie innego organizmu - drożdży piekarniczych - wysłanych na Międzynarodową Stację Kosmiczną.
Dlaczego akurat drożdże?
Drożdże Saccharomyces cerevisiae to organizm modelowy, ale też potencjalna biofabryka przyszłości. W warunkach długodystansowych lotów kosmicznych każdy gram ładunku ma znaczenie, a zdolność do produkcji białek, składników odżywczych czy leków na miejscu - zamiast transportowania ich z Ziemi - byłaby bezcenna. Prof. Andonis Karachitos z Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu nazywa je wprost „doskonałymi biofabrykami”. Sektor kosmiczny interesuje się nimi, ponieważ są proste w hodowli i mogą wytwarzać szeroki wachlarz związków. Problem w tym, że mikrograwitacja i promieniowanie kosmiczne nie są dla nich łaskawe - zakłócają pracę mitochondriów, czyli komórkowych elektrowni.
Zespół prof. Karachitosa i prof. Ewy Szuszkiewicz z Uniwersytetu Szczecińskiego postawił więc na inżynierię genetyczną. Do genomu drożdży wprowadzili gen mitochondrialnej alternatywnej oksydazy (AOX), pochodzący właśnie od niesporczaka Hypsibius dujardini. Białko kodowane przez ten gen wpływa na oddychanie komórkowe i - jak wykazały testy naziemne - realnie chroni mitochondria przed stresem oksydacyjnym. „Nasze zmodyfikowane drożdże rosną lepiej i potrafią rozwijać się na specyficznych pożywkach wymagających aktywnych mitochondriów” - tłumaczy badacz.
Eksperyment na orbicie
Próbki poleciały na ISS w ramach misji IGNIS, a kluczową rolę odegrał polski astronauta Sławosz Uznański-Wiśniewski. To on wyjął pojemnik z drożdżami z lodówki i umieścił go w module Columbus, inicjując właściwą inkubację. W przeciwieństwie do wielu wcześniejszych badań, zespół użył pożywki stałej o konsystencji galaretki, by ograniczyć wpływ konwekcji i turbulencji - efektów, które w mikrograwitacji zanikają i mogłyby zafałszować wyniki kontrolne na Ziemi.
Materiał biologiczny wrócił do laboratorium w Poznaniu zaledwie dwa dni po wodowaniu kapsuły transportowej. „Kiedy po jednym dniu gołym okiem dało się zaobserwować pierwsze podziały komórek, wiedzieliśmy, że eksperyment zakończył się pełnym sukcesem” - wspomina prof. Karachitos. Część „drożdży-astronautów” zamrożono w ciekłym azocie, a część poddano dalszemu namnażaniu, by prześledzić zmiany adaptacyjne w kolejnych pokoleniach.
Google · Twoje źródłaPromptowy wyżej w Twoim Google - jednym kliknięciemDodaj do preferowanych źródeł →Co dalej z wodnymi misiami?
Wstępne analizy potwierdzają, że funkcjonowanie, kształt i budowa mitochondriów są znacznie korzystniejsze u szczepu z genem AOX niż u szczepu kontrolnego. Badacze liczą, że w warunkach mikrograwitacji gen zadziała jak tarcza ochronna - zredukuje lub całkowicie wyeliminuje negatywne skutki braku grawitacji dla metabolizmu komórkowego. „Nasz projekt realizujemy pod hasłem 'zanim polecimy na Marsa’” - podkreśla prof. Szuszkiewicz, wskazując, że to dopiero eksperyment wstępny.
Niesporczaki mają w zanadrzu znacznie więcej niezwykłych genów - od tych odpowiedzialnych za naprawę DNA po białka chroniące przed wysychaniem. Zespół planuje rozszerzyć badania o kolejne z nich, tworząc coraz odporniejsze szczepy drożdży. Jeśli strategia się powiedzie, przed ludzkością otworzy się perspektywa miniaturowych, samoreplikujących się fabryk, które będą towarzyszyć astronautom w podróżach na Księżyc, Marsa i dalej. Genetyczne dziedzictwo niesporczaka może okazać się jednym z najbardziej praktycznych darów ewolucji dla eksploracji kosmosu.
Cały tydzień w AI, w jednym mailu
Wybrane premiery, narzędzia i analizy. Raz w tygodniu, prosto do skrzynki.
Zapisz się za darmo →Najczęstsze pytania
Co to jest gen AOX niesporczaka i do czego służy w eksperymencie kosmicznym?
Gen AOX koduje mitochondrialną alternatywną oksydazę, białko wpływające na oddychanie komórkowe i chroniące mitochondria przed stresem oksydacyjnym. Pochodzi od niesporczaka Hypsibius dujardini i został wprowadzony do genomu drożdży piekarniczych, by zwiększyć ich odporność na warunki panujące w kosmosie.
Dlaczego polscy naukowcy wybrali drożdże do eksperymentu na ISS?
Drożdże Saccharomyces cerevisiae są proste w hodowli i mogą wytwarzać białka, składniki odżywcze oraz leki, co czyni je potencjalnymi biofabrykami podczas długich misji kosmicznych. Prof. Andonis Karachitos z UAM w Poznaniu określa je wprost doskonałymi biofabrykami, ponieważ produkcja związków na miejscu eliminuje potrzebę transportu z Ziemi.
Jak wyglądał przebieg eksperymentu z drożdżami na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej?
Astronauta Sławosz Uznański-Wiśniewski wyjął pojemnik z drożdżami z lodówki i umieścił go w module Columbus, inicjując inkubację. Użyto pożywki stałej o konsystencji galaretki, by ograniczyć wpływ konwekcji i turbulencji, a materiał biologiczny wrócił do laboratorium w Poznaniu dwa dni po wodowaniu kapsuły.
Jakie są wyniki eksperymentu z genem niesporczaka w drożdżach po powrocie z ISS?
Już po jednym dniu gołym okiem dało się zaobserwować pierwsze podziały komórek, co badacze uznali za pełny sukces eksperymentu. Wstępne analizy potwierdzają, że funkcjonowanie, kształt i budowa mitochondriów są znacznie korzystniejsze u szczepu z genem AOX niż u szczepu kontrolnego.
Naukowcy chcą rozpylać chemikalia w ziemskim polu magnetycznym. Czy to uchroni nas przed burzami słonecznymi?Nauka
Zamknięcie dnia: Główny naukowiec OpenAI mówi: czas zwolnićNewsy
Automatyczny badacz AI firmy Anthropic pobija ludzkich naukowców i kosztuje 4 dolary za godzinęNewsyPodobne tematy na Promptowym
