Naukowcy z Wydziału Biologii UAM przygotowali do lotu w kosmos… drożdże zmodyfikowane w wyniku dodania genu niesporczaka. Drożdże już pofrunęły…
W eksperymencie (akronim: Yeast TardigradeGene), który zostanie przeprowadzony na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (International Space Station – ISS), przetestowane zostaną drożdże genetycznie zmodyfikowane w wyniku włączenia w ich genom genu niesporczaka. Gen ten jest odpowiedzialny za syntezę białka mitochondrialnego nazywanego AOX i wiązanego z odpornością niesporczaków na ekstremalne warunki środowiskowe. W tym przypadku zostanie zbadany wpływ AOX niesporczaka na przeżywalność komórek drożdży w warunkach mikrograwitacji panujących na ISS. Otrzymane wyniki będą istotne dla określenia możliwości użycia tak zmodyfikowanych drożdży jako biofabryk na Marsie czy Księżycu, czy też w trakcie podróży kosmicznych.
Niesporczaki, jak wiadomo, cechują się bardzo dużą odpornością na skrajne warunki siedliskowe i w związku z tym zakłada się, że dzięki ich genom przynajmniej część tej odporności mogą „przejąć” komórki innych organizmów, w tym drożdży.
W skład zespołu realizującego projekt wchodzili: ze strony Wydziału Biologii UAM prof. Hanna Kmita, dr hab. Andonis Karachitos, prof. UAM Nina Antos-Krzemińska oraz prof. UAM Łukasz Kaczmarek; z Instytutu Fizyki Uniwersytetu Szczecińskiego prof. Ewa Szuszkiewicz (koordynator projektu) i prof. US Franco Ferrari, z Wydziału Nauk Przyrodniczych Uniwersytetu Śląskiego w Katowicach prof. UŚ Izabela Poprawa.
– Kilka lat temu razem z naukowcami z US postanowiliśmy zająć się zagadnieniem funkcjonowania organizmów, tkanek i komórek w trakcie lotów kosmicznych – mówi prof. Łukasz Kaczmarek. – Przygotowaliśmy i zgłosiliśmy do NCN projekt, którego celem było wysyłanie w kosmos rakietami suborbitalnymi różnych eksperymentów różny materiał biologiczny; od hodowanych in vitro komórek przez tkanki aż do całych organizmów. Niestety projekt nie uzyskał finansowania z różnych przyczyn, od finansowych do technicznych – wyjaśnia.
Trzy lata później przed naukowcami otworzyła się nowa perspektywa badań. Dzięki współpracy NASA (National Aeronautics and Space Administration), ESA (European Space Agency) oraz POLSA (Polish Space Agency) zaczęto poważnie rozmawiać o wysłaniu polskiego astronauty na Międzynarodową Stację Kosmiczną i zaprojektowaniu eksperymentów, które polecą z polską misją kosmiczną Ignis (z łacińskiego: ogień) i polskim astronautą projektowym dr. Sławoszem Uznańskim-Wiśniewskim.
– Nasz eksperyment dotyczący zmodyfikowanych genetycznie drożdży został zaakceptowany (a był to jeden z 66 zaproponowanych eksperymentów, z których wybrano tylko 13), przed drożdżami z genem pozyskanym od niesporczaków otworzyła się droga w kosmos – opowiada prof. Kaczmarek. – Finansowanie tym razem zapewniły Ministerstwo Rozwoju i Technologii we współpracy z ESA oraz POLSA. Całość materiału badawczego trafiła do Stanów Zjednoczonych, by potem polecieć na Międzynarodową Stację Kosmiczną, gdzie nasz astronauta projektowy będzie doglądał prawidłowego przeprowadzenia eksperymentu, polegającego na wystawieniu drożdży na działanie mikrograwitacji.
Kolejnym etapem podróży „UAM-owskich” drożdży będzie powrót na Ziemię, przeprowadzenie szczegółowych badań, a za mniej więcej dwa lata publikacja ich wyników. Pod uwagę będzie brane wiele zmiennych, w tym żywotność i stan energetyczny komórek wynikający z funkcjonowania mitochondriów. Analogiczne badania zostaną przeprowadzone dla komórek hodowanych w warunkach ziemskich.
– Czy warto wydawać duże pieniądze, by stwierdzić, jak w kosmosie funkcjonują drożdże z genem niesporczaka? – pyta nasz rozmówca i natychmiast odpowiada: – Oczywiście, że tak, bo mimo że w zasadzie na Ziemi możemy prowadzić badania w warunkach zbliżonych do kosmicznych, to jednak słowo „zbliżonych” ma tu ogromne znaczenie, jako że utrzymanie w warunkach ziemskich tak długich okresów chociażby z mikrograwitacją jest po prostu niemożliwe. Projekt jest częścią większego przedsięwzięcia o nazwie „Zanim polecimy na Marsa”, który zakłada, że jeśli chcemy się wybrać np. na Księżyc, to musimy nauczyć się produkować żywność i paliwo na miejscu. Skupiamy się na drożdżach jako bioreaktorach służących właśnie do produkcji żywności czy biopaliwa.
