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星际生物学实验可以帮助人类太空旅行

Rocket going into space photo

如果人类是生活在外太空多年的时间,就明白如何和自己的身体的微生物受到空间条件的影响是很重要的。人类也难以在感谢微重力空间时,执行最基本的任务,就必须穿上防护装备,从星际辐射保护他们。但如何微生物遇到的这些影响是不存在在地球上?

上周六,二月15,2020年,火箭和飞船是在弗吉尼亚州携带的细菌和噬菌体的管,该病毒捕食细菌从美国宇航局的飞行沃洛普斯设施启动。他们现在都在他们的方式向国际空间站(ISS),试图回答一些问题。 


教授vatsan拉曼

科学家在生物化学的188bet体育网址-官网首页部门的大学都希望向他们发送到地球轨道,我们可以更多地了解微生物在太空中是如何回应。为在未来,长期和商业太空旅行是可能的准备,研究人员说,了解和对人类的细菌如何越来越重要的 - 健康许多重要的 - 在这种环境下的功能,说: vatsan拉曼,生物化学教授。

使用由研究人员精心制作的一个协议,在国际空间站宇航员将执行一系列简单实验来测试对微生物,如微重力和辐射的空间条件的影响,以及对它们之间的相互作用。

而细菌和噬菌体已经在空间,因为它们位于在人类和其他生物之前,再也没有出现过的发生在空间的影响许多复杂的实验。188bet体育网址-官网首页的团队的实验 - 由美国支持国防威胁降低局(DTRA) - 可能是一些最复杂的生物化学和微生物学工作的空间做过。

“我们感兴趣的是与在太空中地球上的生物是如何执行之间的广泛差异,我们选择工作随e。大肠杆菌的细菌和感染他们,因为他们测试的最简单的事情噬菌体,”拉曼说。 “什么是令人惊讶的是没有很多的空间进行控制,实验证明,也可以在地球上复制的,让我们做的比较数据。”

Phil Huss (right) and Chutikarn Chitboonthavisuk in the Raman Lab
菲尔·胡斯(右)和chutikarn chitboonthavisuk拉曼实验室工作了
宇航员可以在国际空间站上进行实验的细节。
由罗宾·戴维斯的照片。 

实验将包括暴露于仅菌的空间的管,只有噬菌体,以及两者的不同时间周期的混合物的条件。虽然看似简单的两名微生物学研究生拉曼实验室菲尔 - 胡斯和chutikarn chitboonthavisuk - 致力于开发与地球做科学之外的许多制约因素处理的实验。

“每个孩子都想成为一名宇航员,正确的,所以送样进入太空,是在发射是未来最好的事情,”胡斯说。 “这是一个新的领域,我们所知甚少,尤其是在微生物相互作用的方面,所以这是令人兴奋的开始测试这一点。”

他们工作一丝不苟记录测试和实验的每一个环节,一个叫铑科学公司,帮助美国航空航天局与这样的工作合作。他们还准备了前往发射场,然后进入空间和权利,直到发射进行质量控制测试样品。

“我从来没有想过我会在这样的地方,我们得到的空间做科学项目参与,” chitboonthavisuk说。 “这将是有趣的,看看当微生物暴露于不存在在地球上的因素的结果。”

在辐射方面,在经历在空间比辐射经历了地球上很难复制可能不同。生物化学教授 迈克尔·考克斯,在这个项目上的合作者,研究 辐射对细菌DNA的影响.

“我们想弄清楚是否有辐射之间有什么不同那里,辐射到这里,”考克斯说。 “这是来自像我们在这里体验到的X射线的不同。这些原子的相当接近光速和他们中的很多旅行的氢原子,基本上称为宇宙射线,并且是很难复制在地球上。”

Patch designed for this mission
球队有一个表示每个任务的补丁。 chutikarn
拉曼实验室chitboonthavisuk设计的这一个。

辐射实际上在细胞中的水分子相互作用,产生所谓的活性氧物质,其可以与蛋白质,DNA,并且在细胞和造成损害的其它分子,如突变反应。绝大多数这些突变是良性或致命的微生物。然而,一些突变可以使他们成为辐射更耐和茁壮成长。

微重力,地球近轨道的弱重力,也可以作为对噬菌体和细菌的新的压力。在特定的噬菌体,他们不追求自己的细菌宿主。而不是他们的随机运动导致他们正好碰上细菌细胞。然而,在微重力这一运动将是困难的,因为噬菌体漂浮。

真正的工作 - 这将利用来自考克斯和生物化学合作者的实验室知识和技能 迈克尔·苏斯曼  - 开始时,样品返回地球。研究人员都渴望来分析微生物的不同方面和数据进行比较,在地球上做过实验。他们的实验将允许他们比较多快或慢的微生物生长和互动,而其他测试将比较新陈代谢,遗传物质,以及其他各种细胞过程,看看他们是否受到了影响。

通过深测序微生物DNA,它提供了遗传密码的高分辨率视图,研究人员可以寻找那些有经验的辐射和那些没有差异。研究人员也将使用技术,称为质谱,发现基于分子量的蛋白质分子身份的方法。这也将让他们寻找那些有可能发生改变。


照片从弗吉尼亚州发射升空。照片由卫生纸厂
铑的科学。 

 

而在DNA或其他细胞力学小的变化是最有可能的,他们不知道噬菌体,在一个罕见的例子,将获得一个新的功能。也许它可能的方式,允许它感染更广泛的电子商务突变。大肠杆菌不仅仅是应变它伴随着空间。在抗生素耐药性细菌的兴起,研究人员转向噬菌体 作为一个可能的替代调查.

无论调查结果,研究人员希望他们的实验推动科学工作这是可能在太空中执行的边界。美国宇航局和其他组织的设想越来越太空旅行更多,微生物在这种环境中如何表现将成为重要的理解,因为它们在人体健康如此重要的角色。

“有我们试图回答我们知道和了解的这么好微生物如何工作只是这个好奇的问题非地球般的条件,”拉曼说。 “我们希望这项研究的经验教训将帮助我们理解和设计的微生物群落进行长期的空间应用。”


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故事最初写成新闻稿大学通信。 看到原来在这里。 

摄影者: 
罗宾·戴维斯说明和NASA照片