Pred nekaj leti je Clay Wang odpeljal svoje otroke v kalifornijski vesoljski center, da bi jim pokazal vesoljski čoln. Toda ob pogledu na Endeavour in razmišljanju o človekovem raziskovanju vesolja se je farmakolog tudi vprašal: kaj pa, če bi ekipi zmanjkalo zdravil na pol poti do Marsa? Med triletno misijo na Mars se lahko marsikaj zmoti. In lahko vzamete s seboj le omejeno število zdravil.
"V primeru hrane lahko natančno napoveš, koliko astronavtov bo treba pojesti," pravi Wang. "Tega ne moreš storiti z zdravili."
Kaj storiti, če je potrebno zdravilo, ki ni bilo dano? Težavo otežuje dejstvo, da v vesoljskem okolju veliko zdravil izgubi svojo moč in se razgradi hitreje kot na Zemlji.
Zaradi tega Wang verjame, da bi morali bodoči raziskovalci Marsa gojiti svoja zdravila. V svojem laboratoriju na Univerzi v Južni Kaliforniji se pripravlja na izvedbo poskusa, da bi to omogočil.
Če bo šlo vse po načrtu, bo z raketo SpaceX na Mednarodno vesoljsko postajo odpotovalo nekaj srečnih primerkov gob, imenovanih Aspergillus nidulans.
Ta vrsta gliv je bistvenega pomena za biomedicinske raziskave. Znanstveniki so proučevali genom A. nidulans daleč naokoli, neznani deli pa ostajajo. Funkcije številnih genov niso znane, Wangsova ekipa pa upa, da bo kozmični stres pomagal geneom, da se aktivirajo in proizvedejo nove komponente. Če pomislimo na A. nidulans kot na tovarno, "je bilo veliko strojev v tej tovarni izključeno, zato ne vemo, kaj počnejo," razlaga Wang. "V vesolju se lahko vklopijo."
V večini primerov A. nidulans proizvaja le nekaj razredov spojin, Wang pa pravi, da je njegov laboratorij ugotovil, da "proizvajajo različne naravne izdelke, odvisno od pogojev, v katerih rastejo." Ekipa upa, da bodo z edinstvenimi stresnimi razmerami v prostoru uspeli gobariti ustvarjalnost in izdelati sestavine, ki jih je mogoče vključiti v zdravila. To bi pomagalo tako zemljanom kot astronavtom v vesolju.
Promocijski video:
Wangsova ekipa želi tudi A. nidulans ali druge gobe spremeniti v tovarne, ki lahko v vesolju proizvajajo najrazličnejše droge. Najprej pa morajo videti, kako bodo pogoji visoke sevanja in nizke gravitacije vplivali na rastline. Katere spojine bodo proizvajale, v kakšnih količinah? Kateri geni se aktivirajo, kako se zatirajo?
Če želite to ugotoviti, bodo vzorce gob za nekaj dni poslali v vesoljsko postajo in jih nato zamrznili, dokler se ne vrnejo na Zemljo. Ko se vesoljske gobe vrnejo, bodo znanstveniki primerjali njihove presnovke, beljakovine in vzorce izražanja genov s tistimi na Zemlji.
Raziskovalci bi lahko nato te podatke uporabili za razmnoževanje vesoljsko odpornih sevov glive - A. nidulans ali drugih vrst, če bi našli tiste, ki so primernejši za to delo.
Na primer, A. nidulans je sposoben proizvajati spojine, ki se borijo z nizko kostno gostoto, težavo, ki muči astronavte, ki veliko časa preživijo zunaj gravitacije. Običajno gliva to spojino proizvede v majhnih količinah, vendar bi znanstveniki lahko s selektivnim razmnoževanjem sevov, ki proizvajajo velike količine te spojine, ustvarili bolj produktivne različice.
Wang verjame, da bi bodoči raziskovalci Marsa lahko vzeli po nekaj sporov vsakega seva in jih po potrebi vzgojili, tako da bodo zdravilo proizvedli v samo 2-4 dneh. Za razliko od rastlin glive ne potrebujejo tal ali posebnih svetlobnih pogojev. Potrebni so le živilski odpadki in nekaj vode.
V prihodnosti lahko gensko inženiring pomaga glivicam, da na poti do Marsa in nazaj proizvajajo vse vrste protibakterijskih, protiglivičnih in celo protirakavih zdravil. Z njihovo pomočjo bi bilo mogoče iz gob narediti katero koli zdravilo.
"Velik preboj v sintetični biologiji je sposobnost reprogramiranja teh organizmov," pravi Wang. "Ne le, da jih lahko reprogramiramo, z njimi lahko z lahkoto manipuliramo."
Konec koncev, pravi Wang, astronavtom ne bo treba niti s seboj vzeti kompleta za prvo pomoč. Če Mars raziskovalcem zmanjka griseowulfin, jim bo zemeljski nadzor poslal elektronsko zaporedje genov, ki se uporabljajo za izdelavo zdravila, in sintetizator DNK lahko te kode zapiše v umetno celico, ki bo nato proizvedla drogo.
A čeprav lahko znanstveniki že vpišejo DNK v umetne celice, je praktična uporaba te tehnologije oddaljena od nas nekaj desetletij.
ILYA KHEL