В век потреблятва, все еще остаются мечтатели, которые стремятся покорить космос и заселить новые планеты. Но новые планеты так далеко. Даже до Марса, первой возможной планеты для заселения, лететь 6 месяцев. Что уж говорить о других планетах. При длинных полетах, которые могут занять от полугода и более, возникает логичный вопрос может ли быть безопасной беременность в космосе. Японские ученые начали исследований в этом направлении и запустили будущие зародыши мышей в космос.
Итак, вспомним школьную биологию и как мы развивались в утробе. После оплодотворения яйцеклетки она становится зиготой. Затем она дробится на 2 клетки: зигота становится бластомером, потом на 4, 8 пока мы не получаем 16 клеток, получился 16 клеточный бластомер. Затем клетки делятся еще, становясь морулой. Здесь происходит ключевой момент в развитии: часть клеток становится наружным эпителиальным слоем, а другая часть внутренней клеточной массой (ВКМ). Теперь клетки зовутся бластоцистой.
Все вышеперечисленное происходит до имплантации в матку. Эпителиальный слой способствует формированию плаценты, ВКМ способствуют формированию зародыша. Теперь клетки могут засесть в матку и стать зародышем. Когда клетки превращаются в бластоцисту, клетки ВКМ всегда скапливаются в одном месте, что влияет на это не известно, но есть гипотеза. Раз клетки ВКМ тяжелее других клеток, то они опускаются на дно полости бластоцисты. Если гравитация является причиной расположения клеток, то в условиях микрогравитации на МКС, клетки не смогут развиться в зародыш. Они не смогут сгруппироваться в нужном месте. Таким образом, если гравитация влияет на расположение ВКМ, то человек не сможет размножаться в космосе.
Для обеспечения выживания человечества, как вида, в космосе, необходимо понять как на репродуктивную функцию влияют отсутствие гравитации и радиация. Так как пока мы не можем обеспечит условия полной невесомости, то исследования проводят при условии микрогравитации на Международной космической станции (МКС). До сегодняшнего дня были проведены исследования о влиянии космической радиации на сперматозоиды млекопитающих и о влияние микрогравитации на развитие зародышей у морских ежей, рыб и амфибий. Но люди не амфибии, и беременность развивается в матке, а не под кораллом и в водорослях. Поэтому логичный шаг - эксперименты на млекопитающих, то есть лабораторных мышах.
Путешествие клеток началось еще на земле. Их извлекли из беременных мышей, когда будущие зародыши, находились на ранней двухклеточной стадии, и заморозили. Поскольку с зародышами не может справиться неподготовленный космонавт, для этой цели было разработано новое устройство. В специальных устройствах их доставили на МКС. Там они были разморожены и культивированы космонавтами в условиях микрогравитации в течение 4 дней. Потом их химически законсервировали и отправили на землю, для исследований. Почему всего 4 дня спросите вы. А потому, что лишь 6 дней будущие зародыши могут выжить вне матки.
К удивлению ученых, не смотря на, отсутствие гравитации клетки разделились как надо и сформировались в ВКМ. Но есть одно НО. Точнее много НО. Клетки пережили радиацию, микрогтравитацию, вибрации и гипергравитации при старте ракеты. К сожалению, все бластоцисты были заражены бактериями, после разморозки на станции.
МКС не является стерильной средой и не оснащена так же хорошо как лаборатория на земле, например дезинфекция спиртом на рабочей поверхности не разрешается. Ученые столкнулись со множеством проблем, и теперь им предстоит поломать голову как улучшить выживаемость клеток, чтобы, когда они станут зародышами их можно было бы имплантировать в мышей и посмотреть как пребывание в космосе скажется на потомстве. Без бактериальных контаминаций.
Еще что удивило меня, это как бестолково ученые спланировали этот уникальный эксперимент. Они использовали распространенный химический фиксатор параформальдегид для фиксации клеток перед полетом. Но ведь он является токсичным для клеток! Он тоже внес свою лепту на выживаемость клеток, то есть убил часть. Чтобы понять это, они истратили миллионы, когда это можно было бы проверить и на земле намного дешевле. Многие проблемы, которые они испытали, могли бы быть решены на земле до запуска клеток на МКС. Это исследование было опубликовано в Cell - престижном журнале. Не знаю, стоило ли печатать эксперимент, в котором почти все клетки померли либо от фиксатора, либо из-за бактериального заражения. Хотя, стока денег вбухано американцами в такой плохо-продуманный эксперимент, конечно опубликуют. Не зря говорят, хорошо спланированный эксперимент — это 80% успеха. Хочется надеется Роскосмос планирует эксперименты лучше.
Развитие опладотворенной клетки до бластоцисты в условиях микрогравитации на МКС
(A) Бластомер на стадии двух клеток до заморозки.
(B) Бластомеры были заморожены в дне криопробирки (V-образная трубка: стрелка) и упакованы в установку для размораживания и культивирования в жидком азоте.
(C) К установке будут подключены три шприца для замены растворов и один шприц для отработанных растворов.
(D) Размораживание космонавтом в условиях микрогравитации.
(E-G) Бластоцисты, собранные из установки, культивированные на земле (E), на МКС при гравитации 1G (F) и в условиях микрогравитации на МКС (G).
Источники:
msnточкаcom/en-us/news/technology/mouse-embryos-have-been-grown-in-space-for-the-first-time/ar-AA1iY9vT?utm_source=Live+Audience&utm_campaign=28e31e6933-briefing-dy-20231031&utm_medium=email&utm_term=0_b27a691814-28e31e6933-49291315
Wakayama et al., Effect of microgravity on mammalian embryo development evaluated at the International Space Station, iScience (2023)
Предыдущая статья: Мы учим родной язык уже в утробе!