Дослідження японських вчених вказує, що космічна радіація на МКС не пошкоджує ДНК та не порушує фертильність сперматозоїдів, що зберігаються на станції у висушеному стані. До такого висновку дійшли вчені, коли запліднили на Землі яйцеклітини мишей сперматозоїдами, які пробули на МКС майже шість років. В отриманого потомства не виявили надмірних мутацій і воно розвивалося нормально, подібно до контрольної групи тварин, зазначається в статті журналу Science Advances.
Здорове потомство мишей, отримане за допомогою сперматозоїдів із МКС. Teruhiko Wakayama / University of Yamanashi
Чому це досліджували?
Уже зовсім скоро перші люди відправляться на Марс. Але людство планує в майбутньому підкорити й інші планети, сформувавши на них колонії землян. Та перш ніж це стане можливим, нам потрібно здолати немало викликів. Одним із них є розмноження. Перш за все мова йде про людей, проте комфортне життя в інших середовищах протягом тривалого часу потребує й ресурсів, до яких ми тут звикли. Сюди можна віднести, наприклад, домашніх тварин, які постачають нас поживою та матеріалами, а також компанією. Важко уявити, щоб у далеку космічну подорож відправляли численну худобу й домашніх улюбленців, що супроводжувалося б величезними витратами. Можливим розв'язанням проблеми може бути не масове доставлення тварин, а лише їхніх статевих клітин. Це забезпечило б колонії достатньою кількістю різноманітного генетичного матеріалу для розведення тварин, а можливо, й поповнення та урізноманітнення популяції людей. От тільки не зрозуміло, чи не пошкоджуватиме сильна космічна радіація під час подорожі вразливі статеві клітини на борту корабля, призводячи до мутацій у них та утворених ними ембріонах. Дослідженням цього питання зайнялися японські вчені.
Як вони це перевіряли?
2013 року група науковців із Університету Яманасі відправили на Міжнародну космічну станцію (МКС) три ящики для свого дослідження. Вони містили 48 окремих ампул зі сперматозоїдами дванадцятьох самців мишей. Щоб здешевити перевезення та утримання зразків, вчені провели ліофілізацію статевих клітин: вони осушили сперматозоїди виморожуванням в умовах низького тиску. Так ампули стали дуже легкими, й могли зберігатися за кімнатних температур, без необхідності поміщення їх у морозильну або холодильну камеру.
Відправивши сперматозоїди на МКС науковці хотіли дізнатися, що станеться із клітинами протягом різного періоду перебування в умовах підвищеної, у порівнянні з землею, радіації. Тому ампули частинами повертали на Землю через дев'ять місяців, два роки та дев'ять місяців та п'ять років і десять місяців. Після повернення у лабораторії сперматозоїди знову наводнювали, запліднювали ними мишачі яйцеклітини, а отримані ембріони переносили самкам.
Як вдався експеримент?
Дослідження показало, що ДНК статевих клітин не зазнала помітних пошкоджень від радіації навіть після майже шести років перебування на МКС. Ознак враження генетичної інформації також не було виявлено після запліднення сперматозоїдами з МКС яйцеклітин. Ембріони успішно приживалися, і в результаті вчені виростили в лабораторії 168 дитинчат. Обстеження показало, що ці тварини здорові. Але коли вони стали дорослими, то вчені схрестили їх між собою, щоб виявити можливі рецесивні мутації. Так само зробили потім із їхнім потомством та з наступним. Дослідники кажуть, що усі особини зрештою розвивалися нормально та не мали надмірних мутацій.
Автори вважають, що збереженню функціональних сперматозоїдів посприяло їх висушення. Відсутність води у цитоплазмі та ядрі вберегла ДНК від негативного впливу опромінення, яке більше вражає свіжі клітини. За підрахунками науковців, завдяки ліофілізації сперматозоїди зможуть зберігатися на МКС аж до 200 років. Але разом із тим вчені зазначають, що залишається ще зрозуміти, чи так само витривалими будуть клітини в умовах далекого космосу, а також, що відбуватиметься із яйцеклітинами та ембріонами за подібних умов.