Жизнеспособные маленькие мышата родились из высушенной в морозильной камере спермы, которая провела годы на орбите МКС. Эта работа, опубликованная в журнале Science Advances, позволяет лучше понять влияние космической радиации на живые организмы и их «наследие».
Те, кто внимательно следит за космическими новостями, уже знают, что будущее человека, которому угрожает сам человек, вероятно, будет разыграно в космосе. Уже несколько лет исследователи пытаются понять влияние космической радиации на ДНК млекопитающих и других животных, и в частности на их способность к размножению. В самом деле, как мы можем представить себе будущее в космосе, если мы не в состоянии размножаться?
Можно изучать долгосрочное воздействие космической радиации на биологические материалы непосредственно на Земле. Но это не идеально. Космическое излучение включает в себя множество типов частиц (солнечный ветер, солнечные космические лучи, галактические космические лучи), которые невозможно воспроизвести в лаборатории.
Поэтому в рамках недавней работы японская группа обратилась к МКС, нашей единственной лаборатории, которая в настоящее время доступна на орбите (в ожидании китайской станции).
Сперматозоиды мыши в космосе
Поэтому шесть лет назад сперма хранилась на борту Международной космической станции для воздействия высоких уровней космического излучения. Чтобы избежать ограничений, связанных с запуском, исследователям удалось высушить сперму вымораживанием, что позволило хранить ее при комнатной температуре во время путешествия (поэтому морозильная камера не нужна).
После этого, в августе 2013 года, сперма мыши хранилась в морозильной камере при температуре минус 95 градусов Цельсия. Некоторые образцы вернулись через девять месяцев, некоторые — через два года и девять месяцев, а последние — через пять лет и 10 месяцев. Никогда еще биологические образцы не проводили столько времени на МКС.
Через девять месяцев исследователи обнаружили некоторое повреждение ДНК сперматозоидов и ядер мужских гамет по сравнению с контрольными образцами. Напротив, показатели оплодотворения и рождаемости были одинаковыми, сообщили они в , опубликованном в 2017 году.
Восемь здоровых детенышей
Недавно исследователи проанализировали оставшиеся образцы. Они поглощали около 0,61 миллизиверта (мЗв) радиации в день. Для сравнения, установленный НАСА предел для астронавтов, подвергающихся воздействию радиации на низкой околоземной орбите, составляет около 50 мЗв/год, или 0,14 мЗв/день. Другими словами, длительное хранение этой спермы на МКС не привело к существенному повреждению ее ДНК.
Наконец, благодаря самкам мышей исследователям удалось оплодотворить восемь здоровых детенышей. Эти молодые мыши, полученные из сперматозоидов, которые провели в космосе почти шесть лет, не показали разницы в экспрессии генов по сравнению с контрольными образцами. Исследователям также удалось получить 160 жизнеспособных потомков из образцов, которые провели меньше времени на борту МКС.
Конечно, пока неизвестно, можно ли получить такие результаты с человеческими эмбрионами. Следует также помнить, что хотя МКС находится на низкой околоземной орбите, на нее все еще распространяется защитное магнитное поле Земли. Кроме того, до сих пор неизвестны возможные повреждения ДНК биологических клеток в глубоком космосе. Подобные эксперименты можно предусмотреть через несколько лет на борту будущей станции на лунной орбите.