Предыдущая публикация
::: Беременность в космосе: изучение стволовых клеток в условиях невесомости
Космос — враждебная, экстремальная среда. Это только вопрос времени, когда обычные люди окажутся в этой среде, либо участвуя в космическом туризме, либо присоединяясь к самодостаточным колониям далеко от Земли.Невесомость влияет на то, как наши клетки развиваются и делятся. Кредит: Марсель Клеменс/Shutterstock
-----------------
Для этого необходимо гораздо лучшее понимание того, как экологические опасности космоса повлияют на биологию наших клеток, тканей, органов и познания. Что особенно важно для будущих космических колоний, нам нужно знать, сможем ли мы легко размножаться в окружающей среде, отличной от той, что существует на Земле.
Воздействие радиации на наши клетки, приводящее к повреждению ДНК, хорошо задокументировано . Что менее ясно, так это то, как более низкие уровни гравитации, которые ученые называют микрогравитацией , повлияют на механизмы и ритмы, происходящие в наших клетках.
Ученые только начинают исследовать, как воздействие микрогравитации может повлиять на активность наших клеток. Важно отметить, что эксперименты с эмбриональными стволовыми клетками и модели того, как эмбрионы развиваются в первые несколько недель в космосе, помогут нам определить, смогут ли люди производить потомство во внепланетных колониях будущего.
Космическая концепция
Способность к размножению в космосе была оценена у нескольких животных , включая насекомых, земноводных, рыб, рептилий, птиц и грызунов. Они обнаружили, что такие организмы, как рыбы, лягушки и гекконы , безусловно , могут производить оплодотворенные яйца во время космического полета, которые могут жить и размножаться на Земле.
Но у млекопитающих картина сложнее. Исследование мышей, например, показало, что их эстральный цикл , часть репродуктивного цикла, был нарушен воздействием микрогравитации . Другое исследование показало, что воздействие микрогравитации вызывает негативные неврологические изменения у крыс. Гипотетически эти эффекты могут также передаваться последующим поколениям.
-----------------
Для этого необходимо гораздо лучшее понимание того, как экологические опасности космоса повлияют на биологию наших клеток, тканей, органов и познания. Что особенно важно для будущих космических колоний, нам нужно знать, сможем ли мы легко размножаться в окружающей среде, отличной от той, что существует на Земле.
Воздействие радиации на наши клетки, приводящее к повреждению ДНК, хорошо задокументировано . Что менее ясно, так это то, как более низкие уровни гравитации, которые ученые называют микрогравитацией , повлияют на механизмы и ритмы, происходящие в наших клетках.
Ученые только начинают исследовать, как воздействие микрогравитации может повлиять на активность наших клеток. Важно отметить, что эксперименты с эмбриональными стволовыми клетками и модели того, как эмбрионы развиваются в первые несколько недель в космосе, помогут нам определить, смогут ли люди производить потомство во внепланетных колониях будущего.
Космическая концепция
Способность к размножению в космосе была оценена у нескольких животных , включая насекомых, земноводных, рыб, рептилий, птиц и грызунов. Они обнаружили, что такие организмы, как рыбы, лягушки и гекконы , безусловно , могут производить оплодотворенные яйца во время космического полета, которые могут жить и размножаться на Земле.
Но у млекопитающих картина сложнее. Исследование мышей, например, показало, что их эстральный цикл , часть репродуктивного цикла, был нарушен воздействием микрогравитации . Другое исследование показало, что воздействие микрогравитации вызывает негативные неврологические изменения у крыс. Гипотетически эти эффекты могут также передаваться последующим поколениям.
Клетки заняты микробиологической деятельностью.
Предоставлено: Кристоф Бургштедт/Shutterstock
-----------------
Вероятно, это происходит потому, что наши клетки не приспособлены к работе в условиях микрогравитации. Они эволюционировали миллионы лет на Земле, в ее уникальном гравитационном поле . Гравитация Земли является частью того, что закрепляет и оказывает физическую силу на наши ткани, наши клетки и наше внутриклеточное содержимое, помогая контролировать определенные движения внутри клеток. Изучение этого называется механобиологией .
Деление клеток и движение генов и хромосом внутри них, что имеет решающее значение для развития плода, также работает с силой гравитации и против нее, какой мы знаем ее на Земле. Из этого следует, что системы, разработанные для идеальной работы в условиях земного притяжения, могут быть затронуты изменением силы гравитации.
Поза эмбриона
Когда эмбрион впервые начинает делиться, в процессе, называемом дроблением , скорость деления может быть выше на одном конце эмбриона, чем на другом. Здесь играет роль гравитация, определяющая положение самых первых кирпичиков в жизни человека.
Гравитация также помогает установить правильный план тела плода, гарантируя, что правильные клетки развиваются в нужных местах, в нужном количестве и с правильной пространственной ориентацией.
Исследователи видят, влияют ли микрогравитации на эмбриональные стволовые клетки, которые являются « плюрипотентными » и могут развиваться во все клетки тела. В настоящее время есть некоторые свидетельства того , что когда эмбриональные стволовые клетки грызунов подвергаются воздействию микрогравитации, это может повлиять на их способность превращаться в желаемые типы клеток.
Также возможно получение плюрипотентных стволовых клеток человека из нормальных зрелых клеток нашего организма, которые называются индуцированными плюрипотентными стволовыми клетками . Они также были изучены в условиях микрогравитации, и эксперименты на Земле показали, что индуцированные стволовые клетки размножаются быстрее в смоделированной микрогравитации. Две партии этих стволовых клеток в настоящее время находятся на Международной космической станции , чтобы посмотреть, можно ли воспроизвести эти результаты в космосе.
Если взрослые стволовые клетки действительно будут размножаться быстрее в космосе, это может открыть дверь для коммерческих производителей стволовых клеток, чтобы производить эти клетки на орбите, поскольку на Земле трудно культивировать достаточное количество стволовых клеток для лечения дегенеративных заболеваний с помощью терапии стволовыми клетками .
Предоставлено: Кристоф Бургштедт/Shutterstock
-----------------
Вероятно, это происходит потому, что наши клетки не приспособлены к работе в условиях микрогравитации. Они эволюционировали миллионы лет на Земле, в ее уникальном гравитационном поле . Гравитация Земли является частью того, что закрепляет и оказывает физическую силу на наши ткани, наши клетки и наше внутриклеточное содержимое, помогая контролировать определенные движения внутри клеток. Изучение этого называется механобиологией .
Деление клеток и движение генов и хромосом внутри них, что имеет решающее значение для развития плода, также работает с силой гравитации и против нее, какой мы знаем ее на Земле. Из этого следует, что системы, разработанные для идеальной работы в условиях земного притяжения, могут быть затронуты изменением силы гравитации.
Поза эмбриона
Когда эмбрион впервые начинает делиться, в процессе, называемом дроблением , скорость деления может быть выше на одном конце эмбриона, чем на другом. Здесь играет роль гравитация, определяющая положение самых первых кирпичиков в жизни человека.
Гравитация также помогает установить правильный план тела плода, гарантируя, что правильные клетки развиваются в нужных местах, в нужном количестве и с правильной пространственной ориентацией.
Исследователи видят, влияют ли микрогравитации на эмбриональные стволовые клетки, которые являются « плюрипотентными » и могут развиваться во все клетки тела. В настоящее время есть некоторые свидетельства того , что когда эмбриональные стволовые клетки грызунов подвергаются воздействию микрогравитации, это может повлиять на их способность превращаться в желаемые типы клеток.
Также возможно получение плюрипотентных стволовых клеток человека из нормальных зрелых клеток нашего организма, которые называются индуцированными плюрипотентными стволовыми клетками . Они также были изучены в условиях микрогравитации, и эксперименты на Земле показали, что индуцированные стволовые клетки размножаются быстрее в смоделированной микрогравитации. Две партии этих стволовых клеток в настоящее время находятся на Международной космической станции , чтобы посмотреть, можно ли воспроизвести эти результаты в космосе.
Если взрослые стволовые клетки действительно будут размножаться быстрее в космосе, это может открыть дверь для коммерческих производителей стволовых клеток, чтобы производить эти клетки на орбите, поскольку на Земле трудно культивировать достаточное количество стволовых клеток для лечения дегенеративных заболеваний с помощью терапии стволовыми клетками .
На Международной космической станции регулярно проводятся научные эксперименты. Предоставлено: Вадим Садовский/Shutterstock
------------------
Гравитационное поле
Помимо нормальных клеточных процессов, также неясно, как воздействие микрогравитации повлияет на оплодотворение, выработку гормонов, лактацию и даже само рождение.
Похоже, что кратковременное воздействие микрогравитации, возможно, на полчаса, вероятно, не окажет слишком большого влияния на наши клетки. Но более длительное воздействие дней или недель, вероятно, будет иметь эффект. Это не учитывая влияние радиации на наши клетки и ДНК, но мы уже знаем, как защититься от радиации.
Ученые ищут два способа защиты от неблагоприятного воздействия микрогравитации на нашу биологию: вмешательство на клеточном уровне с помощью лекарств или нанотехнологий и вмешательство на уровне окружающей среды путем имитации гравитации Земли в космических кораблях или внеземных колониях. Обе области исследования находятся на ранних стадиях.
Тем не менее, изучение стволовых клеток в космосе дает ценную информацию о том, как беременность может работать или не работать, когда мы находимся вне гравитационного поля Земли. На данный момент тем, кому посчастливилось побывать в космосе, лучше не пытаться забеременеть до, во время или сразу после космического полета.
Джоанна Бриджер и Эммануил Картерис, The Conversation
------------------
Гравитационное поле
Помимо нормальных клеточных процессов, также неясно, как воздействие микрогравитации повлияет на оплодотворение, выработку гормонов, лактацию и даже само рождение.
Похоже, что кратковременное воздействие микрогравитации, возможно, на полчаса, вероятно, не окажет слишком большого влияния на наши клетки. Но более длительное воздействие дней или недель, вероятно, будет иметь эффект. Это не учитывая влияние радиации на наши клетки и ДНК, но мы уже знаем, как защититься от радиации.
Ученые ищут два способа защиты от неблагоприятного воздействия микрогравитации на нашу биологию: вмешательство на клеточном уровне с помощью лекарств или нанотехнологий и вмешательство на уровне окружающей среды путем имитации гравитации Земли в космических кораблях или внеземных колониях. Обе области исследования находятся на ранних стадиях.
Тем не менее, изучение стволовых клеток в космосе дает ценную информацию о том, как беременность может работать или не работать, когда мы находимся вне гравитационного поля Земли. На данный момент тем, кому посчастливилось побывать в космосе, лучше не пытаться забеременеть до, во время или сразу после космического полета.
Джоанна Бриджер и Эммануил Картерис, The Conversation
Следующая публикация
Нет комментариев