Studenti vyslali na ISS bakterie  
Mají v plánu prozkoumat, jak na ně bude působit prostředí mikrogravitace.

Vedoucí projektu Kalpana Ganeshan a Swati Ravi, kredit: Columbia University Space Initiative
Vedoucí projektu Kalpana Ganeshan a Swati Ravi, kredit: Columbia University Space Initiative

Dva dny před Štědrým dnem (22. 12.) v rámci 24. mise doručila Muskova nepilotovaná kosmická loď Cargo Dragon na mezinárodní vesmírnou stanici ISS nový náklad. Ten zahrnuje i přes tunu materiálu a zařízení pro řadu různých experimentů. A tak se mimo jiného na oběžné dráze ve výšce kolem 420 km nad povrchem Země ocitly i pokusné myšky, které mají pomoci odhalovat působení mikrogravitace na oko a zrakové funkce, ale i bezpečně uzavřena pouzdra s bakteriemi dvou běžných druhů Pseudomonas aeruginosa a Staphylococcus aureus. Za pozornost stojí, že tyto patogeny vyslali do vesmíru studenti prestižní Kolumbijské univerzity sídlící v americkém státě New York v rámci iniciativy SPOCS (Student Payload Opportunity with Citizen Science). Jde o jeden z pěti univerzitních projektů, které NASA z mnoha návrhů vybrala a zasponzorovala částkou 20 tisíc dolarů. Tým dvaceti vysokoškoláků a doktorandů pod vedením dvou mladých vědkyň pravděpodobně indického původu – Kalpany (zvané Kal) Ganeshan a Swati Ravi – naplánoval a kompletně sestavit experiment, který je i díky tzv. jednočipových počítačů (microcontroller) plně autonomní a pracovně posádku ISS nezatěžuje. Hermeticky uzavřený systém sice není technologicky komplikovaný, nicméně po odborné stránce je zajímavý a smysluplný. Oba patogeny, které obsahuje, jsou kolem nás i na nás poměrně běžné, často se i spolu vyskytují. A oba dokážou vytvořit vůči antibiotikům rezistentní linie. Zdravým lidem nepůsobí zdravotní problémy, v horším případě se projevují opary kůže nebo hnisavými abscesy. U lidí oslabených třeba nemocí však mohou vyvolat záněty sliznic například močovodů (zejména v případě dlouhodobě zavedených katetrů) či horních cest dýchacích. Vniknutí bakterií do ran může vést k těžce léčitelným zánětům až k sepsi (otravě krve). Jak stav beztíže ovlivňuje množení těchto běžných patogenů? Jak se v kosmických podmínkách vytváří na substrátu bakteriální biofilm? Dochází u mikrobů k četnějším nebo specifickým mutacím? Mohou být v kosmu zrozené generace nebezpečnější a jak reagují na antibiotika? To jsou otázky, na které studenti budou hledat odpovědi, když se po třiceti dnech pobytu na ISS jejich vzorky s naočkovanými živnými substráty vrátí do univerzitních laboratoří. Aby výsledky nebyly ovlivněny působením měnících se podmínek při návratu na povrch naší planety, cestu zpět přečkají v zmrazeném stavu.

 



Video 1: Projekt výzkumu vlivu mikrogravitace na bakterie a jejich odolnosti vůči antibiotikům

 

Kosmický bezpilotní „náklaďák“ SpaceX Cargo Dragon zaparkovaný pod ISS Kredit: NASA
Kosmický bezpilotní „náklaďák“ SpaceX Cargo Dragon zaparkovaný pod ISS Kredit: NASA

Tento výzkum má několik důležitých aspektů. Asi tím nejdůležitějším je jedinečná, bezpochyby velice motivující možnost studentů podílet se plnou mírou na zajímavém kosmickém experimentu, a to od počátečního projektu až po výsledky. Ty jistě nejsou bez případného praktického významu. Lze totiž předpokládat, že dostojíme-li druhovému označení sapiens a geopolitické napětí neuvolníme ve vzájemném fatálním ostřelování, poletí do blízkého a časem asi i vzdálenějšího kosmického prostoru stále více lidí a mnozí v něm stráví měsíce, ne-li roky.

 

Zcela recentně Biden – Harrisova administrativa schválila prodloužení provozu ISS až do roku 2030. Toto rozhodnutí souvisí s americkým plánem, který předpokládá, že v té době bude na oběžné dráze umístěna alespoň jedna více komerčně zaměřená vesmírná stanice některé ze soukromých společností (Axiom, Blue Origin, Nanoracks & Lockheed Martin...). Provoz ISS je pro samotnou NASA příliš nákladný, ale bez kosmické stanice USA zůstat nehodlá. Čína totiž rychle dohání. Od konce dubna 2021 Zemi obíhá základní a postupně kompletizovaný a doplňovaný modul vesmírné stanice Tchien-kung projektované pro tříčlennou posádku. Také Indie má nemalé plány stát se v pořadí čtvrtou zemí s vlastním programem vesmírných misí s lidskou posádkou. Letos by měla proběhnout testovací fáze a první indičtí astronauté v indické raketě prý do kosmu zamíří již v roce příštím. Indická organizace pro výzkum vesmíru ISRO se netají cílem mít časem na oběžné dráze i vlastní kosmickou stanici. Není tedy zcela bez kontextu – i geopolitického – že na mnohých nejen studentských projektech NASA se nezřídka objevují indická jména.



Video 2: Každý astronaut kontaminuje prostředí kosmického plavidla mikroorganizmy, které si nosí s sebou a které v delším horizontu mohou let ovlivnit.

 

Stručně přehled dalších čtyř studentských projektů právě probíhajících na ISS:

1/ Působení prostředí mikrogravitace na schopnost housenek zavíječe voskového degradovat plasty (Microgravity Environment Impact on Plastic Biodegradation by Galleria mellonella), Arkansas State University

Vývoj biofilmů kolonií Pseudomonas aeruginosa ovlivňují redoxně aktivní sloučeniny zvané fenaziny. Mutant s nulovým obsahem fenazinů vytváří velmi vrásčité kolonie s nápadnými paprsky, zatímco kolonie divokého typu jsou kompaktnější a hladší. Kredit: Hassan Sakhtah, Columbia University
Vývoj biofilmů kolonií Pseudomonas aeruginosa ovlivňují redoxně aktivní sloučeniny zvané fenaziny. Mutant s nulovým obsahem fenazinů vytváří velmi vrásčité kolonie s nápadnými paprsky, zatímco kolonie divokého typu jsou kompaktnější a hladší. Kredit: Hassan Sakhtah, Columbia University

Zavíječ voskový je mol z čeledě Pyralidae, kam patří i nám všem nechvalně známý mol potravinový. Zavíječ voskový je ale „noční můrou“ včelařů, protože jak napovídá název, napadá včelí plásty, kterými se housenka prožírá a v nichž se i zakuklí. Díky chemikáliím obsaženým v trávícím traktu housenky jsou schopny trávit i polyetylén, což je zajímavá vlastnost z hlediska biodegradace tohoto plastu. Jen pro zajímavost: samčí „píseň lásky“ mola nezní v mollové stupnici, nýbrž jde o ultrazvukové pulzy.

 

 

2/ Výzkum biopolymerů pro využití možností prostředí in-situ (Biopolymer Research for In-Situ Capabilities - BRIC), Stanfordská Univerzita

Výzkum jako gravitace ovlivňuje tvorbu cihel tvořených z půdy zpevňované biopolymery (biopolymer-bound soil composite – BSC). Projekt zahrnuje i navržení prototypu automatického stroje produkujícího BSC cihly například z marťanského regolitu v prostředí Marsu. Cílem projektu je proto sledování, jako nízká gravitace může ovlivnit celý proces tvorby takových cihel.

 

3/ Bakteriálně rezistentní polymery v prostředí mikrogravitace (Bacteria Resistant Polymers in Microgravity) - University of Idaho

Cílem vybraného projektu je zjistit, jak mikrogravitace ovlivňuje účinnost bakteriím odolných polymerů.

 

4/ Nové metody hledání antibiotik ve vesmíru (Novel Methods of Antibiotic Discovery in Space - NoMADS) University of New Hampshire at Manchester

Zkoumání, jak mikrogravitace ovlivňuje množství bakteriálních izolátů, které produkují antibiotické metabolity. Výzkum by měl přispět také k pochopení změn mikrobiomu lidí pobývajících v kosmu a tím i k bezpečnější a cílenější léčbě případných bakteriálních infekcí astronautů.

 

Video 3: Posádka ISS se podílí na několika experimentech projektovaných vědeckými institucemi:

 

Zdroj: Columbia University, NASA 1, 2, 3

Datum: 10.01.2022
Tisk článku


Diskuze:

Žádný příspěvek nebyl zadán


Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace