Pred niekoľkými rokmi Clay Wang vzal svoje deti do Kalifornského vesmírneho centra, aby im ukázal raketoplán. Ale pri pohľade na úsilie a premýšľanie o výskume vesmíru človekom sa farmakológ tiež pýtal: čo ak by na polceste na Mars došli tímu lieky? Počas trojročnej misie na Mars sa môže veľa pokaziť. A môžete si vziať so sebou iba obmedzený počet liekov.
"V prípade jedla môžete presne predpovedať, koľko astronautov bude musieť jesť," hovorí Wang. "To nemôžete urobiť s liekmi."
Čo robiť, ak existuje potreba lieku, ktorý nebol zavedený? Tento problém sa zhoršuje skutočnosťou, že v kozmickom prostredí veľa liekov stráca svoju moc a rozkladá sa rýchlejšie ako na Zemi.
Z týchto dôvodov Wang verí, že budúci výskumníci na Marse by mali pestovať svoje vlastné lieky. Vo svojom laboratóriu na University of Southern California sa pripravuje na uskutočnenie experimentu.
Ak všetko pôjde podľa plánu, niekoľko šťastných vzoriek húb s názvom Aspergillus nidulans pôjde po rakete SpaceX do Medzinárodnej vesmírnej stanice.
Tento konkrétny druh huby je nevyhnutný pre biomedicínsky výskum. Vedci študovali genóm A. nidulans široko ďaleko, ale neznáme časti zostávajú. Funkcie mnohých génov nie sú známe a Wangov tím dúfa, že kozmický stres pomôže génom aktivovať a produkovať nové komponenty. Ak uvažujeme o A. nidulansovi ako o továrni, „veľa strojov v tejto továrni bolo vypnutých, takže nevieme, čo robia,“vysvetľuje Wang. „Vo vesmíre sa môžu zapnúť.“
Vo väčšine prípadov A. nidulans vyrába iba niekoľko tried zlúčenín, ale Wang hovorí, že jeho laboratórium zistilo, že „vyrábajú rôzne prírodné produkty v závislosti od podmienok, v ktorých rastú“. Tím dúfa, že jedinečné stresové podmienky v priestore dokážu oživiť tvorivosť a vyrábať ingrediencie, ktoré je možné začleniť do liekov. Pomohlo by to pozemským pozemkom aj astronautom vo vesmíre.
Propagačné video:
Tím Wang chce tiež premeniť A. nidulans alebo iné huby na továrne schopné produkovať širokú škálu liekov vo vesmíre. Najprv však musia vidieť, ako vysoké podmienky žiarenia a nízkej gravitácie ovplyvnia rastliny. Aké zlúčeniny budú vyrábať, v akom množstve? Ktoré gény sú aktivované, ako sú potlačené?
Vzorky húb sa na niekoľko dní odošlú na vesmírnu stanicu a potom sa zmrazia, až kým sa nevrátia na Zem. Akonáhle sa vesmírne huby vrátia, vedci porovnajú svoje metabolity, proteíny a vzorce génovej expresie s tými na Zemi.
Výskumníci by potom mohli tieto informácie použiť na rozmnožovanie kmeňov huby odolných voči priestorom - A. nidulans alebo iných druhov, ak môžu nájsť tie, ktoré sú pre túto prácu vhodnejšie.
Napríklad A. nidulans je schopný produkovať zlúčeniny, ktoré bojujú s nízkou hustotou kostí, čo je problém, ktorý trápi astronautov, ktorí trávia veľa času mimo gravitácie. Huba zvyčajne produkuje túto zlúčeninu v malom množstve, ale selektívnym šľachtením kmeňov, ktoré produkujú veľké množstvo tejto zlúčeniny, by vedci mohli produkovať produktívnejšie verzie.
Wang verí, že budúci prieskumníci Marsu by mohli vziať niekoľko spór z každého kmeňa a podľa potreby ich pestovať, pričom za 2 až 4 dni vyrábajú drogy. Na rozdiel od rastlín huby nepotrebujú pôdu ani špeciálne svetelné podmienky. Potrebné je iba plytvanie potravinami a trochu vody.
Pri pohľade do budúcnosti môže genetické inžinierstvo pomôcť hubám produkovať všetky druhy antibakteriálnych, protiplesňových a dokonca protirakovinových liekov na ich ceste k Marsu a späť. S ich pomocou by bolo možné vyrobiť akýkoľvek liek získaný z húb.
„Veľkým prielomom v syntetickej biológii je schopnosť preprogramovať tieto organizmy,“hovorí Wang. "Nielen, že ich môžeme preprogramovať, ale môžeme s nimi ľahko manipulovať."
Koniec koncov, Wang hovorí, že astronauti nemusia so sebou vziať lekárničku. Ak dôjde prieskumníkom Marsu z griseowulfínu, pozemná kontrola im pošle e-mail génovú sekvenciu použitú na výrobu lieku a syntetizátor DNA môže tieto kódy napísať do umelej bunky, ktorá potom liek vyrobí.
Ale hoci vedci už môžu vpísať DNA do umelých buniek, praktická aplikácia tejto technológie je od nás vzdialená niekoľko desaťročí.
ILYA KHEL