Исследование влияния невесомости на гены микроскопических червей
Исследователь Чандран Сабаниагам из Института биотехнологий Делавэра изучает влияние невесомости на гены круглого червя Caenorhabditis elegans (C. elegans). Эта работа может дать новое понимание эффектов длительного пребывания в космосе для астронавтов, например, для готовящегося к годовому полёту Скотта Келли, чья миссия, как отметил президент Обама, поможет подготовить полёт на Марс.
Модельный организм C. elegans
Червь C. elegans выбран для экспериментов благодаря своим характеристикам:
- Более 70% его генов присутствуют в геноме человека.
- Он имеет полностью развитую нервную систему (сложнее дрожжей или бактерий).
- Он прозрачен, что позволяет наблюдать его без вскрытия.
- Является гермафродитом.
- Имеет короткий жизненный цикл (около двух недель), что позволяет изучать эффекты на нескольких поколениях.
Моделирование невесомости на Земле
Для симуляции условий микрогравитации команда использует усовершенствованный клиностат — прибор с вращающейся платформой, изобретённый более века назад для изучения влияния гравитации на растения.
- Черви помещаются в каплю воды между двумя круглыми стеклянными пластинами ("червячий чип").
- "Чип" вращается в клиностате с такой скоростью, чтобы червь оставался взвешенным в жидкости и не испытывал гравитационного притяжения. Это состояние аналогично свободному падению.
- Камера, вращающаяся синхронно с "чипом", делает чёткие снимки процесса.
Научный потенциал
Новый прибор позволяет проводить исследования на генетическом уровне:
- Команда уже собрала 75 гигабайт данных.
- Мощности Института биотехнологий Делавэра позволяют анализировать огромные массивы информации и сужать круг изучаемых генов с десятков тысяч до сотни или двадцати.
- Исследование может выявить эпигенетические изменения — химические модификации, передающиеся последующим поколениям и позволяющие адаптироваться к резко меняющимся условиям (например, к невесомости).
Генетическое влияние космических полётов на астронавтов остаёterra incognita. Явных мутаций (вроде "трёх глаз") не наблюдается, но могут происходить более тонкие изменения. Эксперименты с "свободно падающими" червями в Делавэре могут стать первым шагом к их пониманию.