זרע העכבר הלך לחלל ויצר עכברים בריאים

עם משימות המוצעות למאדים ותוכניות להקים מאחזים בירח בעשורים הקרובים, יש כמה שאלות לגבי ההשפעות של זמן שהושקע במרחב או על כוכבי לכת אחרים על גוף האדם. מעבר למגוון השאלות הרגיל הנוגע להשפעות של קרינה ושפל נמוך ב- G על השרירים, העצמות והאיברים שלנו, ישנה גם השאלה כיצד מסע בחלל יכול להשפיע על יכולת ההתרבות שלנו.

מוקדם יותר השבוע - ביום שני, 22 במאי - צוות חוקרים יפנים הודיע ​​על ממצאים שיכולים לשפוך אור על שאלה זו. בעזרת מדגם של זרע עכבר מיובש בהקפאה הצליח הצוות לייצר מלטה של ​​עכברי תינוק בריאים. כחלק ממחקר פוריות, זרע העכבר בילה תשעה חודשים על תחנת החלל הבינלאומית (בין 2013 ל -2014). השאלה האמיתית כעת היא, האם ניתן לעשות את אותו הדבר בתינוקות אנושיים?

את המחקר הוביל, חוקר סטודנטים במרכז הביוטכנולוגיה המתקדמת של אוניברסיטת יאמאנאשי. כפי שהיא ועמיתיה מסבירים במחקרם - שפורסם לאחרונה ב- הליכי האקדמיה הלאומית למדעים - יהיה צורך בטכנולוגיית רבייה בסיוע אם האנושות מתכוונת לחיות במרחב לטווח הארוך.

מכיוון שכך, דרושים תחילה מחקרים העוסקים בהשפעה שיש לחיות בחלל על הרבייה האנושית. הצרכים הללו כדי להתמודד עם ההשפעה על המיקרוביה (או כוח הכבידה הנמוך) עשויים להיות על פוריות, יכולות אנושיות להרות והתפתחותם של ילדים. וחשוב מכך, הם צריכים להתמודד עם אחד מהסכנות הגדולות ביותר של בילוי בחלל - שהוא האיום הנשקף מהקרינה השמשית והקוסמית.

כדי להיות הוגנים, אין צורך להרחיק לכת ולהרגיש את ההשפעות של קרינת חלל. ה- ISS מקבל באופן קבוע פי מאה מכמות הקרינה שעושה פני השטח של כדור הארץ, מה שעלול לגרום לנזק גנטי אם לא יהיו אמצעי הגנה מספיקים. על גופי שמש אחרים - כמו מאדים והירח, שאין להם מגנטוספרה מגנה - המצב דומה.

ובעוד השפעות הקרינה על מבוגרים נחקרו בהרחבה, הנזק הפוטנציאלי שיכול להיגרם לצאצאינו לא עשה זאת. כיצד קרינה סולארית וקוסמית עשויה להשפיע על יכולת ההתרבות שלנו, וכיצד עלולה קרינה זו להשפיע על ילדים כאשר הם עדיין ברחם, וברגע שנולדו? בתקווה לנקוט בצעדים הראשונים בטיפול בשאלות אלו, בחרו וואקאיאמה ועמיתיה בזרע העכברים.

הם בחרו באופן ספציפי בעכברים מכיוון שהם מין של יונקים המתרבים מינית. כפי שסאיקה וואקאימה הסביר את מגזין החלל באמצעות הדוא"ל:

עד כה, רק דגים או סלמנדררים נבדקו לצורך רבייה בחלל. עם זאת, מינים של יונקים שונים מאוד בהשוואה לאותם מינים, כמו למשל שנולדו מאם (חיוניות). כדי לדעת אם רבייה של יונקים אפשרית או לא, עלינו להשתמש במינים של יונקים לצורך ניסויים. עם זאת, מינים של יונקים כמו עכברים או חולדות רגישים מאוד וקשים לטפל בהם על ידי אסטרונאוטים על סיפון ה- ISS, במיוחד לצורך מחקר רבייה. לכן, [לא ערכנו מחקרים אלה] עד כה. אנו מתכננים לבצע ניסויים נוספים כמו השפעת המיקרובראוויציה להתפתחות העובר. "

הדגימות בילו תשעה חודשים על סיפונה של ה- ISS, ובמהלכן נשמרו בטמפרטורה קבועה של -95 מעלות צלזיוס. עם זאת במהלך השיגור והחלמה הם היו בטמפרטורת החדר. לאחר השליפה, Wakayama וצוותה גילו כי הדגימות ספגו נזק קל.

וואקאיאמה אמר כי "לזרע שנשתמר בחלל נגרם נזק ל- DNA אפילו לאחר 9 חודשים בלבד. "עם זאת, הנזק הזה לא היה חזק וניתן היה לתקן אותו כשהוא מופר על ידי יכולת ביציות. לכן נוכל להשיג צאצאים נורמליים ובריאים. זה מציע לי שעלינו לבחון את ההשפעה כאשר הזרע נשמר לתקופות ארוכות יותר. "

מלבד היותה ניתנת לשיקום, דגימות הזרע עדיין הצליחו להפרות עוברי עכברים (לאחר שהוחזרו לכדור הארץ) ולייצר צאצאים של עכברים, שכולם צמחו לבגרות והראו רמות פוריות תקינות. הם גם ציינו כי ההפריה ושיעורי הילודה דומים לאלה של קבוצות ביקורת, וכי רק הבדלים גנומיים קלים היו בין אלה לבין העכבר שנוצר באמצעות הזרע הבדיקה.

מכל אלה הם הראו כי בעוד שחשיפה לקרינת חלל יכולה לפגוע ב- DNA, היא לא צריכה להשפיע על ייצור צאצאים בר-קיימא (לפחות תוך תשעה חודשים). יתרה מזאת, התוצאות מצביעות על כך שיכולים להיות מיוצרים מבעלי חיים מבני אדם ובית בית מזרע הזרע המשתמר בחלל, דבר שעשוי להועיל מאוד בכל הקשור למושבת חלל וכוכבי לכת אחרים.

כפי שניסח זאת וואקאיאמה, מחקר זה מבוסס על נוהלי הפריה שכבר הוקמו על פני כדור הארץ, והדגים כי ניתן להשתמש באותם פרקטיקות בחלל:

"הנושא העיקרי שלנו הוא רבייה של בעלי חיים ביתיים. במצב הנוכחי בשטח, בעלי חיים רבים נולדים משומר זרע. במיוחד ביפן, 100% מפרות החלב נולדו מזרע שמור בגלל סיבות כלכליות וגידול. לעיתים משתמשים בזרע המאוחסן למעלה מעשר שנים לייצור פרות. אם בני אדם חיים בחלל במשך שנים רבות, התוצאות שלנו הראו שאנחנו יכולים לאכול סטייק בקר במרחב. לשם כך עשינו מחקר זה. אצל בני האדם, הממצא שלנו ככל הנראה יעזור לזוגות עקרים. "

מחקר זה סולל גם את הדרך לבדיקות נוספות אשר יבקשו למדוד את השפעות קרינת החלל על ביציות ועל מערכת הרבייה הנשית. לא רק שבדיקות אלו יכולות לספר לנו רבות על האופן בו זמן בחלל יכול להשפיע על פוריותן של הנשים, אלא שיש לו השלכות קשות גם על בטיחות האסטרונאוטים. כפי שאולרה לודרר, פרופסור לרפואה באוניברסיטת קליפורניה ואחד המחברים המשותפים לעיתון, אמר בהצהרה ל- AFP:

עם זאת, סוגיה מתמשכת של סוגים אלה של בדיקות היא היכולת להבחין בין השפעות המיקרובראציה לקרינה. בעבר נערכו מחקרים שהראו כיצד חשיפה למיקרובראוויציה מדומה יכולה להפחית את יכולת תיקון ה- DNA ולגרום לנזק ב- DNA בבני אדם. מחקרים אחרים העלו את נושא יחסי הגומלין בין השניים, וכיצד נדרשים ניסויים נוספים בכדי להתמודד עם ההשפעה המדויקת של כל אחד מהם.

בעתיד יתכן וניתן להבדיל בין השניים על ידי הצבת דגימות של spermatazoa ו ביציות בתוך טורוס המסוגל לדמות את כוח הכבידה של כדור הארץ (1 ז). באופן דומה ניתן להשתמש במודולים מוגנים כדי לבודד את ההשפעות של כוח משיכה נמוך או אפילו מיקרו. מעבר לכך, סביר להניח שיהיו אי וודאויות מתמשכות עד לתינוק שנולד בפועל בחלל, או בסביבת ירח או מאדים.

וכמובן שנשאר לראות את ההשפעה לטווח הארוך של כוח הכבידה וההקרנות המופחתות על האבולוציה האנושית. ככל הנראה, זה לא יתברר לדורות הבאים, ויחייב מחקרים רב-דתיים על ילדים שנולדו מחוץ לכדור הארץ בכדי לראות כיצד הם ואביהם נבדלים זה מזה.