Celler tilpasser sig ultrahurtigt til nul tyngdekraft

Pattedyrs celler er optimalt tilpasset tyngdekraften. Men hvad sker der i rummets mikrogravitationsmiljø, hvis jordens træk forsvinder? Tidligere, mange eksperimenter viste celleforandringer - efter timer eller endda dage uden tyngdekraft. Astronauter, imidlertid, vendte tilbage til Jorden uden alvorlige helbredsproblemer efter lange missioner i rummet, hvilket rejser spørgsmålet om, hvor i stand celler er til at tilpasse sig ændringer i tyngdekraften. Baseret på aflæsninger i realtid på ISS, UZH-forskere kan nu afsløre, at celler er i stand til at reagere på ændringer i gravitationsforhold ekstremt hurtigt og fortsætte med at fungere. Derfor, undersøgelsen giver også direkte bevis på, at visse cellefunktioner er knyttet til tyngdekraften.

Testopsætning og måling på ISS

I modsætning til rumeksperimenter, hvor analyser udføres bagefter på Jorden, holdet ledet af UZH-forskerne Oliver Ullrich og Cora Thiel valgte en anden vej. De orienterede deres eksperimentelle design mod at udføre direkte målinger i rummet:Fra optøning af testcellerne til selve målingerne, ESA -astronauten Samantha Cristoforetti udførte alle operationerne direkte i laboratoriet på ISS. Dataene indsamlet på rumstationen blev derefter transmitteret til Jorden. Strenge interne og eksterne kontroller udelukkede enhver anden indflydelse end tyngdekraften.

Celletilpasning på 42 sekunder

Forskerholdet brugte det såkaldte oxidative burst - en gammel evolutionær mekanisme til at dræbe bakterier via forsvarsceller - til at studere, hvordan rotteceller reagerede på ændringer i tyngdekraften. Ved hjælp af centrifuger, Cristoforetti ændrede gravitationsforholdene på ISS, hvilket gjorde det muligt for holdet i kontrolcentret at spore, hvordan cellerne reagerede. "Utra-hurtigt, " forklarer Oliver Ullrich, en professor fra Institut for Anatomi ved Universitetet i Zürich. "Selvom immunforsvaret kollapsede, så snart nul tyngdekraft ramte, til vores overraskelse kom forsvarscellerne fuldstændigt inden for 42 sekunder." For Ullrich og Thiel, det direkte bevis på en hurtig og fuldstændig tilpasning til nul tyngdekraft på mindre end et minut rejser spørgsmålet om, hvorvidt tidligere celleforandringer målt efter timer eller dage også var resultatet af en tilpasningsproces.

"Det virker paradoksalt, " siger Thiel:"Celler er i stand til at tilpasse sig ultrahurtigt til nul tyngdekraft. Imidlertid, de blev aldrig udsat for det i livets udvikling på Jorden. Derfor, resultaterne rejser flere spørgsmål om livets robusthed og dets forbløffende tilpasningsevne." Under alle omstændigheder, for Ullrichs vedkommende er resultatet af ISS-eksperimentet gode nyheder for bemandet rumflyvning:"Der er håb om, at vores celler er i stand til at klare sig meget bedre med nul tyngdekraft, end vi tidligere troede."