Генетические барьеры колонизации космоса: перспективы редактирования ДНК

Русский Генетические барьеры колонизации космоса: перспективы редактирования ДНК 17 mins назад Прокомментировать 3 Мы стоим на пороге, когда редактирование человеческого генома, включая модификации зародышевой линии, перестаёт быть лишь технической возможностью и приобретает коммерческую привлекательность. Отбросив социально-расовые дискуссии, сосредоточимся на области, где такие изменения становятся критически необходимыми: долговременных пилотируемых космических экспедициях. Хотя эволюция научила нас приспосабливаться ко всем климатическим зонам и трансформировать Землю ради комфорта, иные планеты — крайне негостеприимны. На сегодня терраформирование ближе к научной фантастике, нежели к инженерному проекту, а подготовить человека к жизни в неблагоприятных условиях космоса намного реалистичнее, чем переделывать чужую среду. Учитывая технологический прогресс и объём инвестиций, первые продолжительные поселения, скорее всего, возникнут на Марсе, а не на Луне: атмосферные и льдистые запасы, а также марсианская гравитация делают его более перспективным. Я уже касался этой темы в публикациях на SE7ENе, ниже напомню ключевые из них. В статье « Пещерные астронавты. Предыстория освоения внеземных лавовых трубок » анализировались проекты заселения марсианских и лунных пещер с учётом опыта земного метро и высотных зданий. Лавовые трубки могли стать естественной защитой от радиации и обеспечивали бы доступ к подземным водным ресурсам. В материале « Острова, пустыни и песочницы: как устроен тест-драйв марсоходов » разбиралось развитие марсоходов, совершенствование их приборов и методы апробации на Земле. Эти роботы закладывают технологическую базу для будущих пилотируемых миссий. В публикации « В ожидании зелёного утра » я описывал эксперименты по выращиванию сельскохозяйственных культур в субстрате, имитирующем марсианский реголит. Критическое рассмотрение этих финтов предложено в статье « Почему на Марсе не получится ничего вырастить? ». Особо отмечу материал « Через тернии к Красной планете: почему космонавты круче роверов и когда наконец можно будет сажать картошку на Марсе » и обзор проекта Биосфера-2 « Как построить убежище и (не)облажаться ». Для понимания потенциала генного редактирования рекомендую « Переписывая код жизни: как инструменты генного редактирования могут навсегда изменить медицину? ». Предпосылки генетических доработок космонавтов На МКС уже проводятся многомесячные миссии, в рамках которых случился «близнецовый эксперимент» с американцами Марком и Скоттом Келли (род. 21.02.1964). Скотт провёл на орбите почти год (27.03.2015–02.03.2016), сопоставимый с полётом в одну сторону на Марс (~200 дней). Врачи отслеживали биоритмы и состояние здоровья братьев, чтобы оценить влияние микрогравитации и космических лучей. Никто на Земле не эволюционировал под воздействием микрогравитации и жёсткой радиации. Если бы марсианцы формировались естественным путём, они утратили бы приспособления к условиям Земли. Поэтому освоение Солнечной системы потребует прицельного редактирования генома: такая перспектива уже выходит из сферы фантастики, но сталкивается с серьёзными техническими и этическими вызовами. Примером редактирования зародышевой линии стал опыт китайского учёного Хэ Цзянькуя (р. 1984). В конце 2018-го из отредактированных эмбрионов родились Лулу и Нана с деактивированным геном CCR5, вырабатывающим белок, необходимый для проникновения ВИЧ. Общество оказалось не готово, и в 2019 году Хэ получил трёхлетний срок заключения. Для космических целей более актуальны модификации взрослых людей через аутологичные гемопоэтические стволовые клетки. В статье « In vivo gene editing of human hematopoietic stem and progenitor cells using envelope-engineered virus-like particles » описан метод доставки генов с помощью вирусоподобных частиц без ДНК. Значимые прорывы позволяют внедрять в организм растительные и бактериальные гены, повышающие устойчивость к радиации и улучшающие восстановление. Направляя эти исследования на адаптацию к марсианским условиям, можно значительно расширить возможности будущих колонистов. Избыточный кислород в герметичных модулях усиливает окислительный стресс и ускоряет старение. Поэтому активация «генов долголетия» или включение в рацион генномодифицированных растений могут замедлить старение на время полёта. Данные близнецового эксперимента подтверждают: микрогравитация изменяет (чаще подавляет) экспрессию генов лейкоцитов, что ослабляет иммунитет. У 247 генов активность возросла, у 29 — снизилась, а спустя год после возвращения всё восстанавливалось. Радиационная нагрузка в космосе связана с космическими лучами и солнечным ветром, от которых экипаж не защищён. На Марсе ситуация схожа: атмосфера всего в 1/200 от земной, отсутствуют магнитное поле и озоновый слой. Попытки встроить ген Dsup от тихоходок оказались неудачными — белок оказался нейротоксичным для человека. Что ждёт нас дальше Альтернативой редактированию самого человека может стать модификация его микробиома. Космос уже влияет на кишечную флору, и предобучать будущих марсианцев диетой, обогащённой генномодифицированными бактериями, стоит задуматься: бактерии способны обмениваться плазмидами, что позволяет им передавать гены, облегчающие работу вестибулярного аппарата, замедлять потерю костной массы и подавлять воспаление. Тем не менее, без необратимого генетического вмешательства в конечном счёте колонизация отдалённых уголков Солнечной системы остаётся маловероятной.  Источник Читайте также Советский электрический исполин КПМ 32/16 «Кировец» 59 mins назад Вселенная интернета вещей, людей и всего сущего 2 часа назад Source: https://se7en.ws/geneticheskie-barery-kolonizaczii-kosmosa-perspektivy-redaktirovaniya-dnk/