For flere år siden tok Clay Wang barna sine til California Space Center for å vise dem romfergen. Men når han så på Endeavour og tenkte på menneskelig utforskning av det ytre rom, lurte farmakologen også: hva om teamet gikk tom for medisiner halvveis til Mars? Mange ting kan gå galt under et tre-årig oppdrag til Mars. Og du kan ta bare et begrenset antall medisiner.
"Når det gjelder mat, kan du nøyaktig forutsi hvor mye astronauter trenger å spise," sier Wang. "Du kan ikke gjøre det med medisiner."
Hva skal jeg gjøre hvis det er behov for en medisin som ikke ble satt inn? Problemet forverres av det faktum at i romfartsmiljøet mister mange medisiner sin kraft og brytes ned raskere enn på jorden.
Av disse grunnene mener Wang at fremtidige Mars-oppdagere bør dyrke sine egne medisiner. I sitt laboratorium ved University of South California forbereder han seg på å utføre et eksperiment for å gjøre dette mulig.
Hvis alt går etter planen, vil noen få heldige eksempler med sopp kalt Aspergillus nidulans reise på en SpaceX-rakett til Den internasjonale romstasjonen.
Denne spesielle typen sopp er viktig for biomedisinsk forskning. Forskere har studert genomet til A. nidulans vidt og bredt, men ukjente deler gjenstår. Funksjonene til mange gener er ukjente, og Wangs team håper at kosmisk stress vil hjelpe gener til å aktivere og produsere nye komponenter. Hvis vi tenker på A. nidulans som en fabrikk, er "mange maskiner i denne fabrikken slått av, så vi vet ikke hva de gjør," forklarer Wang. "I verdensrommet kan de slå på."
I de fleste tilfeller produserer A. nidulans bare noen få klasser av forbindelser, men Wang sier at laboratoriet hans fant ut at "de produserer forskjellige naturlige produkter avhengig av forholdene de vokser i." Teamet håper at de unike stressende forholdene i rommet vil være i stand til å sopp kreativitet og produsere ingredienser som kan integreres i medisiner. Dette ville hjelpe både jordplanter og astronauter i verdensrommet.
Salgsfremmende video:
Wangs team ønsker også å gjøre A. nidulans eller andre sopp til fabrikker som er i stand til å produsere et stort utvalg av medikamenter i verdensrommet. Men først må de se hvordan forholdene med høy stråling og lav tyngdekraft vil påvirke plantene. Hvilke forbindelser vil de produsere, i hvilke mengder? Hvilke gener aktiveres, hvordan blir de undertrykt?
For å finne ut av det, blir soppprøver sendt til en romstasjon i flere dager og deretter frosset til de kommer tilbake til Jorden. Når romsjampinjongene kommer tilbake, vil forskere sammenligne metabolitter, proteiner og genuttrykksmønster med de på jorden.
Forskere kan deretter bruke denne informasjonen til å avle romresistente stammer av soppen, A. nidulans eller andre arter, hvis de kan finne bedre til jobben.
For eksempel er A. nidulans i stand til å produsere forbindelser som bekjemper lav bentetthet, et problem som plager astronauter som bruker mye tid utenfor tyngdekraften. Vanligvis produserer soppen denne forbindelsen i små mengder, men ved selektivt å avle stammer som produserer store mengder av denne forbindelsen, kunne forskere produsere mer produktive versjoner.
Wang mener at fremtidige oppdagere av Mars kan ta noen få sporer av hver stamme og dyrke dem etter behov og produsere medisiner på bare 2-4 dager. I motsetning til planter trenger ikke sopp jord eller spesielle lysforhold. Alt som trengs er matavfall og litt vann.
Når vi ser fremover, kan genteknologi hjelpe sopp med å produsere alle slags antibakterielle, soppdrepende og til og med kreftfremkallende medisiner på vei til Mars og tilbake. Med deres hjelp ville det være mulig å lage enhver medisin som er avledet fra sopp.
"Det store gjennombruddet innen syntetisk biologi er muligheten til å omprogrammere disse organismer," sier Wang. "Ikke bare kan vi omprogrammere dem, vi kan manipulere dem med letthet."
Tross alt, sier Wang, astronauter trenger ikke en gang å ta et førstehjelpsutstyr med seg. Hvis Mars-oppdagere går tom for griseowulfin, vil bakkekontroll e-post dem gensekvensen som brukes til å lage stoffet, og en DNA-synthesizer kan skrive disse kodene i en kunstig celle, som deretter vil produsere stoffet.
Men selv om forskere allerede kan innskrive DNA i kunstige celler, er den praktiske anvendelsen av denne teknologien flere tiår borte fra oss.
ILYA KHEL
