いくつかの研究は、 宇宙飛行のリスク 中枢神経系 (CNS) およびその他の複雑な健康への影響。 しかし、人工重力は、これらの変化からある程度の保護を提供しているように見えます。 国際宇宙ステーション フルーツフライを使用。

ショウジョウバエは、人間に似ているため、この種の研究に理想的な生物です。 ハエと人間の細胞プロセスと分子プロセスの間には、かなりの重複があります。 人間の病気を引き起こす遺伝子のほぼ 75% はショウジョウバエと共有されています。 宇宙環境は人間の健康に影響を与える可能性があります.

この実験では、科学者は、多目的可変重力プラットフォーム (MVP) として知られる新たに開発されたハードウェアで XNUMX か月間、ハエを宇宙ステーションに飛ばしました。 重力. このハードウェアのハエは、生きて繁殖するときに生鮮食品にアクセスできました。 別個のコンパートメントを使用することにより、MVP は異なる世代のハエを分離することができました。

重力を再現するために回転する装置である遠心分離機を使用して、別のグループの地球の重力をシミュレートし、それらを人工重力にさらしました。 ハードウェアのカメラは、宇宙ステーションにいる間のこれらの「飛行士」の行動を捉えました。 冷凍されたハエの一部は、遺伝子発現を調査するために地球に持ち帰られました。

ハエは、スペースXドラゴン宇宙船で地球に戻ったとき、追加の研究のためにエイムズに飛ばされました。 太平洋. ハエが到着した後、エイムズの研究者は XNUMX 日間ノンストップでハエを選別し、その行動と生化学を評価しました。 「飛行士」からのデータを比較するためのベースラインを提供するための対照実験として、地球に飼われている一連のハエに対して同じ分析が実行されました。

これは、統合されたアプローチを採用した最初の研究です。 宇宙環境は神経系に影響を与える. 科学者たちは、ハエが生息地を動き回るときの動き、ハエの脳の細胞レベルでの変化、遺伝子発現の変更が神経系にどのように影響するかなどを観察することにより、ハエの行動を観察しました。

科学者たちは、 「観測された変化はさまざまな形で現れました。MVP のコンパートメントに含まれているカメラを見るだけで簡単に確認できるものもあれば、地球への帰還に関するさらなる研究が必要なものもありました。 調査された行動には、飛行中のハエの活動と、地球に戻ったときの登攀能力が含まれていました。 ハエは、タップするとコンテナを登る自然な反応を示します。これは、飛行後の能力のテストとして使用されました。 微小重力下のハエは、人工地球重力下のハエよりも活動的でしたが、地球に戻った後のこの上昇テストでは困難を示しました。」

微小重力にさらされたハエの神経学的異常は、着陸直後に行われたより徹底的な研究によって発見されました。 地球に戻った後、宇宙で人工重力を使用したかどうかによって、ハエの老化は異なります。 彼らは、それほど深刻ではありませんが、微小重力のハエと同様の困難に直面しました。 

この研究の結果は、宇宙飛行がハエの細胞にストレスを引き起こし、行動や神経学的に悪影響を及ぼし、ハエの遺伝子発現に変化をもたらすことを示唆しています。 ハエの脳. しかし、人工重力は、宇宙での微小重力がショウジョウバエの神経系に引き起こす問題を一時的に緩和することができます。

Ames の KBR Wyle 上級科学者であり、公開された論文の著者である Siddhita Mhatre 博士は、 と, 「ショウジョウバエと人間は、遺伝的な重複にもかかわらず非常に異なる生物であるため、これらの結果は、宇宙での生涯にわたって人間が経験することを直接説明することはできませんが、科学者が宇宙飛行士を保護する方法を設計する際にフォローアップする道を開きます.将来、さまざまな重力レベルの目的地に移動するためです。」

「宇宙飛行士がさまざまなレベルの重力にさらされる今後の長期の深宇宙ミッションでは、重力の変化が神経機能に与える影響を理解することが不可欠です。 人工重力を使用して宇宙関連の赤字を遅らせることができれば、将来のミッションのタイムラインを延長できるかもしれません。 そして、宇宙飛行士と一緒に宇宙を飛ぶことは、宇宙飛行士の健康を維持するための私たちの取り組みを促進するのに役立ちます。」

ジャーナルリファレンス：

1. Siddhita D. Mhatre et al., 人工重力はキイロショウジョウバエの空間誘発神経障害を部分的に保護します, セルレポート （2022）。 DOI： 10.1016 / j.celrep.2022.111279