Как космическая радиация влияет на сперму млекопитающих?
🚀Планируем колонизацию планет
Человечество настроено покорять космос.
В ближайшем будущем жители земли настроены долететь до Марса, а Илон Маск уже спланировал его колонизацию. На очереди другие небесные тела — Титан, например, или верхние слои атмосферы Венеры, где мы не сгорим и не задохнемся.
Но во время длительных полетов в космос нам может навредить не столько невесомость, сколько сильное излучение — радиация, солнечный ветер, варианты на любой вкус.
Когда-нибудь мы все же полетим очень далеко. Во время полета или уже по прибытии на новое небесное тело надо будет как-то размножаться и это место заселять.
Невесомость (или микрогравитация) не мешают размножению некоторых земных видов — иглокожим, рыбам, земноводным и птицам. Млекопитающим и конкретно человеку, скорее всего, тоже, как показывают некоторые эксперименты и моделирования.
👽А в чем тогда проблема?
Космическое излучение, от которого мы не сможем спрятаться, может вызвать серьезные проблемы со здоровьем — повысить риск развития рака при миссиях на Марс и другие планеты.
Радиация повреждает ДНК половых клеток — вызывает мутации. Мутировавшие половые клетки передаются потомству и влияют на его развитие. Поэтому ученым нужно как можно более подробно изучить влияние космической радиации не только на живые организмы, но и на будущие поколения, прежде чем мы куда-то далеко полетим.
Пока что, вроде, ограничиваемся орбитой и Луной, поэтому время есть.
🐁А что со сперматозоидами мышей?
Спойлер — с мышами и их потомством все хорошо.
Японские ученые решили проверить, как радиация повлияет на лиофилизированные (сейчас объясним) сперматозоиды мышей, которые несколько лет в ампулах хранили на борту МКС.
Отправлять ампулы со спермой на орбиту — пока что единственный метод, которым мы можем изучить, как космическое излучение влияет на следующее поколение.
Ученые отправили на МКС 12 образцов спермы мышей. Их вернули на Землю в три партии: через девять месяцев, через два года и девять месяцев, и через пять лет и десять месяцев — пока что это вообще максимум, сколько на МКС хранили образцы во время биологических исследований.
Когда образцы возвращали на Землю, ученые посмотрели, насколько радиация повлияла на сперматозоиды. Оказалось, все нормально — путешествие на орбиту не повредило ДНК.
Биоматериал регидратировали (добавили воды) и ввели в яйцеклетки, которые потом пересадили самкам мышей.
В итоге родилось 168 абсолютно здоровых мышат без каких-либо генетических отклонений — мутации в космосе не накопились и у потомства никак не проявились.
🚀И как мы это применим?
Когда первое поколение «космических мышей» подросло, их спарили между собой. У них тоже родилось абсолютно здоровое потомство.
Когда придет время мигрировать на другие планеты, нам нужно будет поддерживать генетическое разнообразие не только людей, но и домашних животных.
Так что вполне вероятно, что сохраненные половые клетки своих кошек, собак, кроликов, хомяков и прочей живности мы будем транспортировать к новому дому на космических кораблях. А может, и китами придется когда-нибудь марсианские океаны заселять.
🔬Обещали лиофилизацию объяснить?
Это, в каком-то смысле, наше возможное будущее.
Лиофилизация — способ мягкой сушки веществ, при котором высушиваемый препарат замораживают, а потом помещают в вакуумную камеру.
Сперматозоиды становится устойчивее к радиации, поскольку в них не остается воды внутри клеточных ядер и цитоплазмы, как у свежего биоматериала.
Ученые предполагают, что в таком виде сперма может храниться на борту корабля до 200 лет.
Но лететь еще рано — прежде чем человечество решит и научится колонизировать другие миры, нужно изучить влияние космической радиации на замороженные женские яйцеклетки и эмбрионы. При этом надо держать в голове, что мы тут в тепличных условиях, а за пределами околоземной орбиты дела могут обстоять совсем не так, как на МКС.
Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances.
