Реакции ядерного синтеза на Солнце являются источником тепла и света, которые мы получаем на Земле. Эти реакции высвобождают огромное количество космического излучения, включая рентгеновские и гамма-лучи, а также заряженные частицы, которые могут быть вредны для любых живых организмов.
Жизнь на Земле защищена от вредного излучения, однако во время космических путешествий ситуация обстоит иначе. Чтобы выяснить, что происходит в клетке во время путешествия в космическом пространстве, ученые отправляют на Луну пекарские дрожжи в рамках миссии НАСА "Артемида-1".
Космическое излучение может повредить клеточную ДНК, значительно увеличивая риск развития у человека нейродегенеративных расстройств и смертельных заболеваний, таких как рак. Астронавты также испытывают воздействие микрогравитации, которая тоже может кардинально изменить физиологию клеток.
Ученые используют пекарские дрожжи Saccharomyces cerevisiae для изучения того, как космическая среда может повредить ДНК. Коллекция дрожжевых клеток отправится в путешествие до Луны и обратно на космическом корабле "Орион".
Эта коллекция содержит около 6000 штаммов дрожжей. В каждом штамме удален один ген. При воздействии окружающей среды в космосе эти штаммы начнут отставать, если удаление определенного гена повлияет на рост и репликацию клеток.
Когда миссия будет завершена, ученые смогут подсчитать количество каждого штамма, чтобы идентифицировать гены и генные пути, необходимые для выживания при повреждениях, вызванных космической радиацией.
Дрожжи долгое время служили "модельным организмом" в исследованиях повреждения ДНК. Несмотря на различия в генетической сложности между дрожжами и людьми, функции большинства генов, участвующих в репликации ДНК и реакции на повреждение ДНК, остаются настолько похожими, что можно получить много информации о реакции клеток человека на повреждение ДНК, изучая дрожжи.
В исследованиях дрожжей можно автоматизировать весь процесс питания клеток и остановки их роста с помощью электронного устройства размером с обувную коробку, в то время как для культивирования клеток млекопитающих требуется больше места и гораздо более сложное оборудование.
Такие исследования необходимы для понимания того, как организм астронавтов может справляться с длительными космическими полетами, и для разработки эффективных контрмер. Как только ученые определят гены, играющие ключевую роль в выживании в условиях космической радиации и микрогравитации, они смогут искать лекарства или методы лечения, которые могли бы помочь повысить стойкость клеток к таким стрессам.
