Космическое освоение ставит перед человечеством задачи, не имевшие аналогов прежде, особенно касающиеся возможности существования жизни за пределами Земли. В 2021 году японские учёные выращивали эмбрионы мыши в условиях микрогравитации на Международной космической станции. Эмбрионы развивались нормально, что даёт основание полагать о потенциальной жизнеспособности размножения млекопитающих в космосе. Всё же остаются вопросы относительно влияния радиации и других факторов космической среды.
Рост космических полётов и планы миссии на Марс ставят перед наукой вопрос о возможности развития жизни вне земной атмосферы, а в частности, о размножении млекопитающих в космосе.
В 2021 году ученые из Университета Яманаси совместно с Японским агентством аэрокосмических исследований (JAXA) провели эксперимент, направленный на изучение развития эмбрионов мыши в условиях микрогравитации на МКС.
Это исследование, опубликованное недавно в журнале Новые исследования могут помочь понять, как человек сможет размножаться в космосе и какими будут следствия этого для изучения звёздных систем.
Беспрецедентный эмбриональный эксперимент на борту МКС
Процесс, начавшийся с эмбрионов мыши на стадии двух клеток, был тщательно спланирован. Замороженные эмбрионы отправили на МКС на ракете SpaceX, стартовавшей из Флориды в августе 2021 года. Их хранили в специальных устройствах, разработанных командой Вакаямы, чтобы астронавты станции могли легко разморозить эмбрионы и вырастить их в течение 4 дней в специальной среде. Потом космонавты провели химическую консервацию эмбрионов и вернули их на Землю на борту возвращаемого космического корабля.
Тщательное наблюдение за развитием эмбрионов в бластоцисты — многоклеточные структуры, предшествующие имплантации в матку, было проведено. Эмбрионы смогли развиться в бластоцисты с нормальным количеством клеток. Эксперимент » Продемонстрировал, что гравитация не имеет значительного воздействия. — пишут исследователи. Открытие ставит под сомнение гипотезы о роли земной гравитации в развитии эмбрионов. микрогравитацияВидимо, не оказывает влияния на ранние этапы разграничения клеток млекопитающих.
Последствия для репродукции человека в космосе
Способность эмбрионов млекопитающих дифференцироваться во внутреннюю клеточную массу и трофобласт в условиях микрогравитации – это значительный шаг вперёд. Образуясь без гравитации, эти структуры демонстрируют исключительную приспособляемость биологических процессов. «, — говорят исследователи из Университета Яманаси.
Интересно отметить особенность, замеченную в ходе эксперимента: в некоторых бластоцистах, сформированных в условиях микрогравитации, обнаружены бластомеры с эктопической экспрессией фактора NANOG. Авторы статьи указывают, что NANOG необходим для поддержания плюрипотентности эмбриональных стволовых клеток. По этой причине эктопическая экспрессия может повлиять на последующее развитие эмбриона. Это наблюдение подчеркивает необходимость продолжения исследований для выяснения, может ли микрогравитация вызывать иные неожиданные молекулярные или клеточные изменения.
Эксперимент может послужить отправной точкой для изучения влияния микрогравитации на другие биологические процессы. Несмотря на обнадеживающие итоги, остается много вопросов. Космическая радиация, способная повреждать ДНК, – одна из основных проблем воспроизводства в космосе. Однако в данном исследовании не зафиксировано существенных различий в повреждении ДНК между эмбрионами, выращенными на Земле и на МКС. Для подтверждения результатов необходимы повторения эксперимента.
Исследователи предпримут следующий шаг: пересадить выращенные в микрогравитации бластоцисты мышам. Цель – проверить возможность воспроизводства потомства и подтвердить здоровье бластоцист. Подобные исследования могут иметь важное значение для будущих миссий по освоению и колонизации космоса. В рамках программы «Артемида» НАСА планирует отправить людей на Луну для изучения условий жизни в долгосрочной перспективе и подготовки к полету на Марс, запланированному на конец 2030-х годов.