Hvorfor sendte NASA en mængde sædceller ind i kredsløb?

Da en SpaceX -forsyningsmission for nylig besøgte den internationale rumstation, det er 5, 800 pund (2, 631 kilo) last inkluderet udstyr til undersøgelse af tordenvejr fra rumets udsigtspunkt og dyrkning af grøntsager i kredsløb - den slags ting, du ville forvente, at astronauter skulle have brug for til deres forskning. Men gemt i disse genstande var noget mere usædvanligt - beholdere med prøver af frossen sæd fra 12 anonyme menneskelige donorer, hentet fra en sædbank i Californien, sammen med seks prøver af sæd fra avlstyr.

Disse prøver vil blive brugt i et planlagt forsøg, Mikro-11. Astronauter vil optø sædcellerne og tilføje kemikalier, der udløser aktivering af bevægelse og forberedelse til sammensmeltning med et æg. Derefter, de sætter sædcellerne under et mikroskop, så de kan skyde videooptagelser af sædcellerne, der svømmer. Ud over, de vil udføre kemiske test. I mellemtiden, tilbage på jorden, andre forskere vil udføre de samme test på identiske prøver af sæd til sammenligning.

Kapacitet er nøglen

Eksperimentet er designet til at studere sædmotilitet - det vil sige evnen til at bevæge sig og svømme - under mikrogravitationsforhold, og hvor succesfulde de har med at udløse de fysiologiske ændringer kendt som kapacitation, som gør dem i stand til at trænge igennem og befrugte æg, ifølge denne artikel fra NASAs websted. Disse oplysninger kunne hjælpe med at besvare spørgsmålet om, hvorvidt mennesker ville være i stand til at reproducere sig, hvis de bosatte sig i fremtidige kolonier på Månen eller Mars, eller hvis de begiver sig ud på endnu længere rejser ind i kosmos.

"Hvis du ikke har en sund sædcelle, du har en reel risiko for multi-generations overlevelse i rummet, "forklarer Joe Tash, en emeritusprofessor i Institut for Molekylær og Integrativ Fysiologi ved University of Kansas Medical Center. Tash var hovedforskeren i udviklingen af ​​eksperimentet, og er fortsat med som konsulent.

NASA har forsket i reproduktiv og udviklingsmæssig rumbiologi siden 1990'erne, ifølge en e -mail fra forskere ved NASAs Ames Research Center i Californiens Silicon Valley, der er involveret i Micro-11-forskningen. I en undersøgelse, der blev offentliggjort den 14. marts, 1995 udgave af Proceedings of the National Academy of Sciences, for eksempel, hunfrøer ombord på en rumfærge blev foranlediget til at få ægløsning, så deres æg kunne befrugtes. Undersøgelsen viste, at tyngdekraftsinduceret rotation af zygoten, cellen dannet ved sammensmeltning af sæd og æg, var ikke nødvendigt at udvikle en frit svømmende haletudse med en normal krop.

Micro-11 markerer første gang, at menneskelig sæd-det vil sige bortset fra dem inde i mandlige astronauters kroppe - er blevet skudt ud i rummet, selvom der har været tidligere forskningsindsatser med dyresæd. Tilbage i 1980'erne, Tyske forskere lancerede tyrsæd i rummet på en suborbital raket, der kortvarigt udsatte dem for halvandet minuts vægtløshed, som blev optaget på video, Siger Tash. Derefter, i 1997, Tash og kolleger sendte prøver af søpindsvinssæd på to rumfærge -missioner. I disse to forsøg, det var ikke muligt at optage video under et mikroskop, så i stedet kiggede de på signaltransduktion, den molekylære mekanisme i sædcellen, der fortæller den, hvornår den skal begynde at vride halen.

Resultaterne af den tyske undersøgelse og Tashs forskning fra 1997 fandt begge ud af, at sædceller faktisk svømmede hurtigere i mikrogravitation end de gør tilbage på Jorden. Men i et af Tashs eksperimenter, han opdagede, hvad der kan være en stor hindring for at formere sig i rummet. Når søpindsvin -sæd blev udsat for kemiske forbindelser kaldet peptider, der ville blive frigivet af æg, den signalering, der udløser kapacitation - en væsentlig del af reproduktionen - skete meget langsommere.

Micro-11-eksperimentet vil indsamle data om mikrogravitationens effekt på svømning og kapacitat i separate forsøg, ifølge Tash.

Stråling er et problem

Men mikrogravitation er ikke den eneste faktor, der kan påvirke reproduktion i rummet. Uden for Van Allen-bælterne, der beskytter jorden mod partikler med høj energi fra rummet, strålingseksponering kan skabe alvorlige problemer. En undersøgelse offentliggjort den 20. maj, 2017 -udgaven af ​​reproduktion viste, at eksponering for ladede partikler af den slags, der findes i rummet, beskadigede æggestokkene hos hunmus.

"Vores forskning fandt ud af, at den endelige ovariefollikelreserve er opbrugt ved udsættelse for ladede ilt- eller jernpartikler, som er komponenter i galaktiske kosmiske stråler, "undersøgelsens tilsvarende forfatter, Ulrike Luderer, skriver i en mail. Hun er professor i medicin, Udviklings- og cellebiologi, og folkesundhed ved University of California, Irvine. "Denne skade er irreversibel og vil resultere i tidlig begyndelse af ovariesvigt (for tidlig overgangsalder)."

Derudover Luderer sagde, at mennesker og dyrestudier viser, at eksponering for gammastråling og ladede jernpartikler reducerer sædmotilitet.

Men selvom det er muligt at blive gravid i rummet, graviditet og fødsel kan være problematisk. Kris Lehnhardt, et højtstående fakultetsmedlem ved Baylor College of Medicine's Center for Space Medicine, siger i en e -mail, at det ikke vides, hvor godt et embryo ville udvikle sig i rummet, eller om naturlig fødsel ville være mulig.

Ifølge NASA, i alt, 53 forskellige kvinder, herunder astronauter, kosmonauter, nyttelast specialister og udenlandske statsborgere er fløjet i rummet.