NASA、放射線に満ちた深宇宙に幸運の酵母を送り込む

バイオセンチネルは、ハリウッドの次の大作 SF 映画のようですが、実際は NASA の今後のミッションの 1 つであり、放射線が人間の細胞に及ぼす長期的な影響を研究することを目的としています。NASA のエイムズ研究センターの科学者によって運営されるこのミッションは、40 年以上前のアポロ 17 号以来、低軌道を超えて行われる初めての生物学的実験となります。バイオセンチネルの結果は、最終的に人類が深宇宙探査の夢に取り組む方法を変える可能性があります。

将来の宇宙飛行士を宇宙の奥深くまで送り込み、無事に帰還させるためには、科学者は、人間の DNA が長期間宇宙放射線にさらされると何が起こるかを理解する必要があります。2030 年代半ばに火星への有人ミッションが計画されているため、このような研究は人類が深宇宙での生活に備える上で非常に重要です。

科学者は、長期間にわたって宇宙放射線にさらされた場合、人間の DNA に何が起こるかを理解する必要があります。

国際宇宙ステーションで1年間生活するスコット・ケリーのような宇宙飛行士は、地球に住む人間よりも高濃度の放射線にさらされることになります。地球の磁気圏（390万マイルも広がる保護磁場）のおかげで、地上にいる私たちは宇宙の危険のほとんどから守られています。しかし、磁気圏の安全性の向こう側には、太陽系外の強力な発生源によって生み出される宇宙放射線が豊富にあります。これらの危険な現象の原因は、超新星、ブラックホール、ガンマ線バーストなど、宇宙のほぼあらゆる場所から発生する可能性があります。高エネルギーの宇宙線は猛スピードで移動し、強い力に遭遇したときにのみ停止します。だからこそ、地球独自の磁気圏を持つことができて幸運なのです。

放射線への長時間の曝露は DNA に非常に大きなダメージを与えます。これらの高電荷粒子は、実際に二重らせんを半分に切断することができます。バイオセンチネルで、NASA の科学者は、さまざまなタイプの放射線でこれらの切断がどのように発生するか、そして細胞が惑星間空間を移動中に切断を修復できるかどうかを理解したいと考えています。このミッションは、放射線曝露の長期的な影響を測定するために 18 か月続く予定です。つまり、人間の細胞は継続的なメンテナンスが必要なため、使用できませんでした。代わりに、エイムズ研究所の科学者は、地球上で最も有用で豊富な微生物の 1 つである酵母に注目しました。

酵母はキッチンで特に役立つかもしれませんが、研究室でも役立ちます。S . cerevisiaeは、DNA 修復メカニズムが人間の細胞に見られるメカニズムに似ているため、生物学者にとって放射線検査の理想的なツールです。これらの細胞は科学研究で非常に多く使用されているため、酵母はゲノム全体の配列が決定された最初の複合生物となりました。この小さな菌類の利点の 1 つは、ゲノムがかなり小さいため、再生に約 12 時間かかる人間の細胞とは対照的に、酵母の細胞は約 2 時間に 1 回複製されることです。これにより、世代間の変化を研究することがはるかに容易になります。

乾燥酵母は、水で活性化されるまで長期間静止状態で保存することもできます。NASA はまさにこの原理を利用して、18 か月にわたる実験を開始します。この酵母船に搭載されたカートリッジは、一度に 1 つずつ「オン」になるように設計されます。毎月、新しいカートリッジから少量の水が入り、深宇宙の放射線の爆発に備えて酵母を「目覚め」させます。真の科学的方法で、コントロールとして機能する 3 つの同一の BioSentinel ペイロードが用意されます。2 つは地球に残り、1 つは ISS に飛ばされ、低地球軌道の放射線レベルを比較測定します。

「これはまさに今、そしておそらく今後数年間に送り出すのに最適な生物です」

バイオセンチネルは、史上最強のロケット、スペース ローンチ システムの初飛行である EM-1 に乗せられ、誰もが待ち望んだ旅路をたどります。探査ミッション 1 は、地球に戻る前に月を一周します。オリオン クルー カプセルを宇宙に送り込んだ後、NASA の休眠酵母を積んだバイオセンチネル キューブサットを太陽の周りを回る軌道に放ちます。バイオセンチネルのペイロードは、その後、冷ガス推進と太陽電池パネルを使用して太陽中心軌道を維持し、厳密には惑星間空間に入ります。酵母はそのとき目覚めて科学研究を始める合図を受け取ることになります。

「酵母を使うことは科学者にとって大きな利点だと思います。酵母をさまざまな温度で成長させ、遺伝子を改変することができます。酵母は今、そしておそらく今後数年間、宇宙に送り出すのに最適な生物です」とエイムズ研究所のバイオセンチネル科学者セルジオ・サンタマリア博士は言う。バイオセンチネルから収集されたデータを使用することで、NASA の研究者は人類の探査が火星を越えてエウロパや近隣の小惑星のような場所まで到達することを可能にするかもしれない。しかし、確かなことは、これらの酵母はこれまで酵母が行ったことのない場所に行くだろうということだ。