Jameson Crabtree, Dəniz Tədqiqatları Laboratoriyası tərəfindən

redaktə edən: Gaby Clark , rəy verən: Robert Egan

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Həm LSMMG, həm də Control 1xg istiqamətlərində RWV bioreaktorunun sxematik diaqramı. Kredit: npj Microgravity (2026). DOI: 10.1038/s41526-026-00560-w

ABŞ Hərbi Dəniz Tədqiqat Laboratoriyasının (NRL) alimləri Beynəlxalq Kosmik Stansiyasında (ISS) kosmik uçuş biologiyası tədqiqatını başa çatdırıblar. Bu tədqiqat mikroqravitativin mikrob metabolizmasını necə kökündən dəyişdirdiyini və gələcək uzunmüddətli kosmik missiyalar üçün vacib olan bioloji istehsal proseslərinin səmərəliliyini necə məhdudlaşdırdığını ortaya qoyur. Nəticələr bu yaxınlarda npj Microgravity jurnalında dərc edilib .

2023-cü ilin noyabr ayında kosmik stansiyaya göndərilən “Kosmosda Çoxsaylı İstifadə Üçün Melanlaşdırılmış Mikroblar Layihəsi” (MELSP), mikroqravitativliyin mühəndis mikrobların radiasiyadan qoruyucu, antioksidan və istilik sabit xüsusiyyətləri ilə tanınan çoxfunksiyalı biopolimer olan melanin istehsal etmək qabiliyyətinə necə təsir etdiyini araşdırdı.

Tamamlanmış missiyanın nəticələri göstərir ki, mikroblar kosmosda melanin istehsal etməyə qadir olsalar da, mikroqravitasiya substrat daşınmasına, hüceyrə stress reaksiyalarına və metabolik tarazlığa əhəmiyyətli dərəcədə müdaxilə edir və nəticədə istehsal səmərəliliyini azaldır.

MELSP-nin baş tədqiqatçısı və NRL-in Bio/Molekulyar Elm və Mühəndislik Mərkəzinin tədqiqatçı bioloqu Zheng Wang bildirib ki, “Tapıntılarımız göstərir ki, mikroqravitasiya sadəcə mikrobların böyüməsini yavaşlatmır, həm də hüceyrələrin qida maddələrini necə hərəkət etdirdiyini, stressi idarə etdiyini və metabolik resursları necə bölüşdürdüyünü yenidən müəyyənləşdirir.” “Mikrobların uzunmüddətli missiyalar zamanı materiallar, dərmanlar və ya həyatı dəstəkləyən komponentləri etibarlı şəkildə istehsal etməsi üçün bu məhdudiyyətlər aradan qaldırılmalıdır.”Kosmosda Çoxsaylı İstifadələr Üçün Melanlaşdırılmış Mikroblar Təcrübəsi üçün Mikrob Nümunələri 9 yanvar 2026-cı ildə Vaşinqtonda nümayiş etdirilir. ABŞ Hərbi Dəniz Qüvvələri Tədqiqat Laboratoriyasının alimləri təcrübədə iştirak etmiş və mikroqravitasiyanın mikrob metabolizmasına və biomaterial istehsalına necə təsir etdiyini araşdırmaq üçün Beynəlxalq Kosmik Stansiyaya nümunələr göndərmişlər. Mənbə: Sara Peterson

Melanin istehsalı və eksperimental dizayn

Melanin, görünən piqmentasiyası və radiasiya qorunması da daxil olmaqla, kosmik tətbiqlər üçün əhəmiyyətinə görə model bioistehsal məhsulu kimi seçildi. Tədqiqatda NRL alimləri tirozinaz fermenti vasitəsilə melanin istehsal edə bilən Escherichia coli-ni uçuraraq kosmik şəraitdə yetişdirilmiş nümunələri eyni yerüstü nəzarət nümunələri ilə müqayisə etdilər.

Aktiv ferment istehsal etməsinə baxmayaraq, ISS-də yetişdirilən bakteriyalar torpaq nümunələrinə nisbətən xeyli az melanin istehsal edib.

“Bu, təəccüblü idi”, – deyə Vanq bildirib. “Mikroblar gözlədiyimiz qədər yaxşı nəticə vermədi. Kosmik mühit mikrobların böyüməsinə və fəaliyyətinə təsir edən bir çox çətinliklər yaradır və bu tədqiqat bizə bu çətinlikləri müəyyən etməyə kömək etdi ki, onları necə aradan qaldıracağımız barədə düşünməyə başlayaq.”

Metabolik və stress reaksiyası tapıntıları

Sonrakı biokimyəvi, proteomik və metabolomik analizlər göstərdi ki, məhdudiyyət ferment istehsalında deyil, melanin sintezi üçün tələb olunan molekulyar sələf olan tirozinin nəqlinin və istifadəsinin pozulmasındadır.

“Mikroqravitasiya maye davranışını dəyişdirir və kosmik mühitlərdə böyümə sürətlərinin və fenotiplərin dəyişməsinə səbəb olur”, – deyə MELSP-nin həmtəsisçisi, NRL Tədqiqat Bioloqu, Molekulyar İnterfeyslər Laboratoriyası, fəlsəfə doktoru Tiffany Hennessa bildirib.

“Məlumatlarımız göstərir ki, bu şəraitdə hüceyrələr, biosintetik mexanizmin özü bütöv qaldıqda belə, əsas substratları səmərəli şəkildə idxal etmək və emal etməkdə çətinlik çəkirlər. Hüceyrənin içərisindəki mexanizm orada idi, lakin girişlər lazımi yerə çatmırdı və bu, melanin istehsalına birbaşa təsir etdi.”

Proteomik analiz göstərdi ki, ISS-də yetişdirilən mikroblar oksidləşdirici stress, tənəffüs və DNT bərpası ilə əlaqəli yollar da daxil olmaqla, stressə cavab verən zülalların ifadəsini artırıb. Metabolomik profilləmə, hüceyrə redoks balansının qorunmasında iştirak edən əsas molekul olan qlütationun tükənməsi ilə yanaşı, trehaloza kimi yüksək stress markerlərini də aşkar edib.

Hennessa bildirib ki, “Stresslə əlaqəli zülalların və stress reaksiyaları ilə əlaqəli kimyəvi maddələrin istehsalında artım müşahidə etdik. Bu, hüceyrələrin kosmik mühitdə təzyiq altında olduğunu göstərir və bu baş verdikdə, sağ qalma əlavə biomaterialların istehsalından daha vacib prioritetə ​​çevrilir.”

Gündəlik məlumat üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosdakı ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz bülletenimizə abunə olun və vacib olan nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklərdən xəbərdar olun .

Yer əsaslı validasiya və gələcək istiqamətlər

Kosmik uçuş nəticələrini təsdiqləmək üçün NRL, fəlsəfə doktoru Şeril Nikerson və onun Arizona Dövlət Universitetindəki laboratoriyası ilə əməkdaşlıq etdi. Komanda, aşağı kəsmə mikroqravitasiya şəraitini simulyasiya edən Yerdəki Dönən Divar Gəmisi (RWV) bioreaktorundan istifadə edərək əsas tapıntıları təkrarladı. Bu təcrübələr melanin istehsalının azaldığını, maddələr mübadiləsinin dəyişdiyini və mikrobların mikrobların canlılığının azaldığını təsdiqlədi.

Vanq bildirib ki, “Bu tədqiqat kosmik bioistehsal üçün kritik reallıq yoxlamasını təmin edir. Kosmos üçün mikrobların mühəndisliyi yalnız genlər və fermentlərlə bağlı deyil, həm də kosmik mühitə xas olan nəqliyyat, stress və fiziki qüvvələri nəzərə alan sistemlərin dizaynı ilə bağlıdır.”

Hennessa dedi: “Bunlar əslində kiçik hüceyrə fabrikləridir. Əgər onlara stressi idarə etməyə və qida maddələrini daha səmərəli şəkildə daşımağa necə kömək edəcəyimizi anlaya bilsək, kosmosda bioistehsalı daha etibarlı edə bilərik.”

MELSP nəticələri, dərin kosmik tədqiqatlar üçün davamlı, yüksək məhsuldar mikrob istehsal sistemlərinin hazırlanması istiqamətində gələcək səylər üçün praktiki məlumat verir. Potensial strategiyalara nəqliyyat yollarının yenidən dizaynı, metabolik yükün azaldılması və cazibə qüvvəsi ilə qarışdırılmanın olmamasını kompensasiya edən bioreaktorların hazırlanması daxildir.

Bu tədqiqat, NASA-nın Artemis missiyalarına və daha geniş Hərbi Departamentin Yer kürəsinin aşağı orbitindən kənarda davamlı insan əməliyyatlarını təmin etmək səylərinə dair artan tədqiqat kütləsinə töhfə verir.

Nəşr detalları

Tiffany M. Hennessa və digərləri, Mikroqravitasiyanın melanin bioistehsalına yaratdığı məhdudiyyətlər: Beynəlxalq Kosmik Stansiyada E. coli metabolik reaksiyalarının araşdırılması, npj Microgravity (2026). DOI: 10.1038/s41526-026-00560-w

Jurnal məlumatı: npj Microgravity 

Əsas anlayışlar

genetik cəhətdən dəyişdirilmiş orqanizmlərUyğunlaşma, BiolojiMikroqravitasiya

Dəniz Tədqiqat Laboratoriyası tərəfindən təmin edilir