ناسا از هر موجود زنده ای در ایستگاه فضایی بین المللی نقشه برداری می کند



فضانوردان هرگز به تنهایی در فضا سفر نمی کنند. هر شخصی که به خارج از جهان سفر می کند ، تا 100 تریلیون باکتری ، ویروس و سایر میکروارگانیسم ها همراه است که هر تعداد از آنها می توانند سلامت انسان را به خطر بیندازند. با این حال ما هنوز در تاریکی هستیم که چگونه این جوامع موتورسواران میکروسکوپی به جاذبه ریز پاسخ می دهند. ما حتی از طیف کاملی از گونه های فضایی ساکن در ایستگاه فضایی بین المللی (ISS) نمی دانیم. با این حال ، تحقیقات جدید برای تغییر آن طراحی شده است. ماه گذشته ، فضانوردان نمونه هایی را از داخل ISS جمع آوری کردند تا یک نقشه سه بعدی بی سابقه از میکروبیوم آن بسازند. این تلاش در شمارش میکروبی های فضایی اولین گام در جهت درک ، پیشگیری و کاهش شیوع خطرناک است – چه در داخل ایستگاه رخ دهد ، چه در طول پروازهای طولانی به مریخ یا حتی در خانه در بیمارستان ها.

ما دائماً درگیر میکروب ها هستیم. از باکتری های روده ما گرفته تا کنه هایی بسیار کوچک که در قاعده مژه های ما زندگی می کنند ، تخمین زده می شود که حداقل تعداد سلول های انسانی در داخل و درون ما وجود دارد. پیتر دورستین ، یک زیست شناس شیمیایی در دانشگاه کالیفرنیا ، سن دیگو ، گفت: “شما می توانید مردم را به عنوان اکوسیستم های پیاده روی تصور کنید.” در واقع بیشتر این موجودات مینیاتوری بسیار ضروری هستند و چنان تأثیر گسترده ای بر سلامتی ما دارند – که بر ایمنی ، قلب و شاید حتی سلامت روان ما تأثیر می گذارد – به طوری که دانشمندان غالباً میکروبیوم را “عضوی نامرئی” می نامند. در واقع ، مجموعه های میکروبی در ما بسیار زیاد است که جرم کل آنها تقریباً می تواند به وزن مغز ما برسد.

بنابراین تعجب آور نیست که اگر بخواهیم فضانوردان را به مأموریت های طولانی مدت به مریخ و فراتر از آن بفرستیم ، بسیار مهم است که درک میکروبیوم در هنگام پرواز فضایی بسیار مهم است. اما دانشمندان نه تنها نگران میکروبیوم انسان نیستند ، بلکه نگران میکروبیوم سفینه فضایی نیز هستند. به عنوان مثال ایستگاه فضایی میر روسی را در نظر بگیرید. در سال 1998 – حدود سه سال قبل از خلع سلاح ایستگاه اقیانوس آرام – دانشمندان ده ها گونه باکتری ، قارچ و کنه را که در پشت یک صفحه خدمات مخفی شده بودند ، کشف کردند. سرنا ام. آون-رئیس ، که هم پزشک است و هم ناسا فضانورد با این حال ، بر خلاف تصور فضا به عنوان یک محیط عقیم و بی اثر ، هر سفینه فضایی به طور حتم مجموعه ای از میکروب ها را به عنوان پول نقد برای خزیدن پوست هر فضانورد به کار می گیرد.

میکروبیوم سفینه فضایی می تواند برای سلامتی فضانوردان خطرناک باشد. دورشتین می گوید: “آیا می توانید تصور کنید که در یک پرواز طولانی باشید و ناگهان شروع به گرفتن مثلاً باکتری گوشتخوار کنید و نتوانید از شر آن خلاص شوید؟” “اینها عواقبی است که می تواند تحقق یابد.”

این ایده دیوانه وار نیست. در سال 2006 ، تیمی از دانشمندان باکتری سالمونلا را برای یك سفر 11 روزه شاتل فضایی ارسال كردند آتلانتیس فقط به این نتیجه رسیده است که وقتی میکروب ها به زمین بازگشتند ، موش ها را راحت تر می کشند. باکتریهایی که از اتصالات تاریک زمین لغزیده اند نیز ممکن است در برابر آنتی بیوتیک ها مقاومت بیشتری داشته باشند ، این یک دستور العمل برای فاجعه است ، با توجه به اینکه پرواز طولانی مدت به سیستم باعث تضعیف سیستم ایمنی فضانوردان می شود.

پروژه جدید که توسط آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا و UC سن دیگو راه اندازی شده است ، می تواند به کاهش تهدید میکروبی کمک کند. در ماه فوریه ، فضانورد کیت روبینز 1000 مکان مختلف را در سراسر ISS مرتکب شد. این در حدود 100 برابر تعداد تامپون ها در مطالعات ردیابی میکروبی معمولی است که معمولاً بر مشکوک ترین قسمت های فضای زندگی مانند آشپزخانه ، حمام و مکان های ورزشی تمرکز می کنند. نمونه ها در یک سردخانه قرار داده می شوند و چند ماه دیگر به زمین ارسال می شوند ، جایی که دانشمندان با تجزیه و تحلیل امضای ژنتیکی آنها میکروب های مختلف را برای ساختن نقشه سه بعدی از میکروبیوم کامل ISS تجزیه و تحلیل می کنند.

علاوه بر این ، هر تامپون رد مولکول های مواد غذایی ، روغن ها ، پوست و موارد دیگر را بدست می آورد. این دیدگاه به ویژه دورشتین را که در حال کار بر روی این پروژه است هیجان زده می کند. در حال حاضر ، دانشمندان اطلاعات کمی در مورد انواع مولکولهای موجود در ISS دارند که به رشد جوامع مختلف میکروبی در آنجا دامن می زنند. نقشه جدید به آنها کمک می کند تا مولکول ها یا مواد مغذی خاصی را با میکروب های خاص پیوند دهند. در این راستا ، دانشمندان می توانند رهنمودهایی برای رشد میکروب های مفید و کاهش میکروب های خطرناک – فقط از طریق مواد مغذی – تهیه کنند. این می تواند به سادگی استفاده از مصالح ساختمانی خاص در یک فضاپیما به مریخ باشد. همه اینها نشان می دهد که مشکل “سفینه فضایی بیمار” می تواند تا حدی قبل از رسیدن به محل پرتاب حل شود.

اما كاستوری ونكاتسواران ، میكروبیولوژیست در آزمایشگاه پیشرانه جت و محقق اصلی این پروژه ، بیشترین هیجان را در مورد محافظتی كه می تواند به صورت ترانزیت اجرا شود ، دارد. اگرچه نمونه های فعلی به زمین بازگردانده می شوند ، وی خاطرنشان کرد که فضانوردان باید در واسطه های آینده این واسطه را قطع کنند. ونكاتسواران می گوید: “وقتی تمام راه را به سیارات دیگر می بریم ، شما FedEx را ندارید تا نمونه ها را پس بفرستید.” اگرچه دانشمندان توانایی انجام تجزیه و تحلیل ژنومی روی سیستم ISS را دارند ، اما روند کار خیلی سریع نیست و در صورت شیوع خطرناک ، هر لحظه ممکن است مهم باشد (فقط فکر کنید که برای گرفتن نتایج آزمایش PCR برای COVID- 19 چقدر طول می کشد) ) دیوید کلاوس ، میکروبیولوژیست فضایی از دانشگاه کلرادو بولدر ، گفت: “شما می خواهید اطمینان حاصل کنید که می توانید در بالای آن باقی بمانید – زیرا امروزه همه ما بسیار آگاه هستیم که چگونه یک اشتباه کوچک می تواند جهان شما را گیج کند.”

برای مقابله با این مشکل ، تامپونهای استفاده شده توسط روبین در تجزیه و تحلیل ایستگاه دو سر هستند. یک نکته میکروب ها را برای تشخیص آسان جمع می کند ، در حالی که نکته دیگر قصد دارد متابولیت های آنها را – محصولات جانبی شیمیایی طبیعی میکروارگانیسم ها – جذب کند. هنگامی که Venkateswaran و همکارانش یک پایگاه داده ایجاد می کنند که میکروب های خاص را به متابولیت های خاص متصل می کند ، می توانند حسگرهای زیستی کوچک ایجاد کنند که متابولیت های دقیق را جستجو می کنند. دستگاه دستی را تصور کنید که می تواند وجود باکتری یا قارچ را در یک سفینه فضایی تشخیص دهد و بلافاصله فضانوردان را از شیوع آن مطلع کند – شبیه ردیاب مونوکسیدکربن.

اطلاع رسانی از طریق چنین سیستمی (که ونکاتسواران مظنون است پنج تا 10 سال دیگر به واقعیت تبدیل شود) اقدامات فوری را آغاز می کند – زیرا فضانوردان پروتکل های پاکسازی خود را برای جلوگیری از منفجر شدن هیئت مدیره محکم می کنند. ونكاتسواران گفت: “این به حفظ بهتر زیستگاه فردا كمك می كند.” فضانوردان موجود در ISS در حال حاضر سخت تلاش می کنند تا جمعیت میکروبیوم ها را تحت کنترل درآورند. آنها هر هفته دریچه ها را جاروبرقی کرده و با دستمال های ضدعفونی کننده سطوح را پاک می کنند. Auñón-Chancellor تخمین می زند که وقتی در مدار بود ، هر یک از شش فضانورد خدمه هفته ای حدود سه ساعت را به تمیزکاری می پرداختند. این 18 ساعت در هفته برای کل قابل سکونت ISS یعنی فقط 388 متر مکعب (تقریباً نیمی از فضای مسافر در یک بوئینگ 747) است که ممکن است بیش از حد به نظر برسد. اما با توجه به شرایط منحصر به فرد ISS ، این همه اصلاح ضروری است. او می گوید: “در آنجا ، غذا فقط روی زمین نمی افتد.” “غذا به سقف می رود. غذا به دیواره ها می چسبد. غذا همه جا هست. بنابراین این یک تمیزکاری سه بعدی است. “

این نوع پاکسازی با وجدان باعث شده برخی دانشمندان نگرانی در مورد انفجار در مسیر مریخ را کنار بگذارند. کلاوس گفت: “من فکر نمی کنم تأثیر باکتری ها در پرواز طولانی مدت فضایی محدود کننده بزرگی باشد ، زیرا شواهد چیز دیگری را نشان می دهد.” “ما افرادی داریم که زندگی می کنند [ISS] با خدمه چرخشی بیش از 20 سال. و آنجا آتشی نبود. Auñón-Chancellor خاطرنشان می کند که به راحتی تشخیص باکتری های خطرناک جای نگرانی نیست – اگر میکروب ها فضانوردان را بیمار کنند فقط نگران کننده است. “او این را بیشتر به عنوان شناسایی و بهبود می بینم.” ما منتظر هستیم ببینیم این باکتری ها در چه کاری انجام می دهند این محیط استرس زا “.

اما Venkateswaran نه تنها در مورد خطرات موجود در فضانوردان ، بلکه همچنین در مورد احتمال آلودگی میکروبی به هر مقصد بیگانه ای که بازدید می کنند ، نگران است. Auñón-Chancellor می گوید: “فضانوردان اساساً یک عامل بیماری زا در کره زمین هستند.” “آنها یک میکروبیوم جدید هستند که ناگهان پا به مریخ می گذارند. حتی کت و شلواری که آنها در آن بیرون می روند میکروبیوم مأموریت خاص خود را بر روی سطح مواد این کت و شلوار خواهد داشت. وی گفت: “اگر دانشمندان بهتر بتوانند میكروبیوم را روی این لباس ترسیم كنند ، می توانند آن را نیز بهتر تمیز كنند. ونكاتسواران امیدوار است كه این تحقیق حتی به دانشمندان در طراحی لباس های عالی با اتصالات كه از نشت حتی كوچك ترین میكروب ها جلوگیری می كنند ، كمك كند.”

برنامه های منحصر به فرد به همین جا ختم نمی شوند. از نظر لیز وارن ، مدیر ارشد برنامه آزمایشگاه ملی آزمایشگاه ایالات متحده ، هیجان انگیزترین جنبه همه این تحقیقات هیچ ارتباطی با فضا ندارد. هر محیط نیمه محصور – خانه ، هواپیما ، بیمارستان – میکروبیوم خاص خود را خواهد داشت. بنابراین یادگیری چگونگی جلوگیری از رشد میکروب های خاص در فضا (یا چگونگی متوقف کردن آنها در صورت پیشرفت) ، درس های مفیدی را برای چنین محیطی روی زمین ارائه می دهد. به عنوان مثال ، یک پروژه ISS دیگر را در نظر بگیرید که اثربخشی پوشش های ضد میکروبی تولید شده توسط بوئینگ را آزمایش می کند. ایده این است که اگر پوشش ها در فضا کار کنند – جایی که میکروب ها می توانند بسیار خطرناک تر باشند – پس آنها روی زمین کار می کنند. به طور خلاصه ، ISS به خودی خود یک آزمایشگاه شگفت انگیز است. کلاوس گفت: “شما نمی توانید این کار را روی زمین انجام دهید – شما نمی توانید نیروی جاذبه را از روی عکس پاک کنید.” “داشتن ریز جاذبه مانند داشتن میکروسکوپ برای اولین بار به روشی متفاوت است. رفتاری را مشاهده می کنید که در غیر این صورت قادر به دیدن آن نخواهید بود. “


منبع: khabar-nab.ir

دیدگاهتان را بنویسید

Comment
Name*
Mail*
Website*