Японские биологи получили здоровое потомство от мышей, инсеминированных спермой, побывавшей в космосе. Ученые отправили мышиную сперму на Международную космическую станцию, где она хранилась в течение девяти месяцев. Затем ее вернули на Землю и использовали для экспериментов. Исследование опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences.
С тех пор как люди стали осваивать внеземное пространство, космонавты все больше времени проводят на космических станциях. В дальнейшем, если человечество будет осваивать другие планеты, люди будут все дольше жить вне Земли. Однако пока неизвестно, смогут ли люди успешно размножаться в космосе. Во-первых, уровень радиации там примерно в 100 раз выше, чем на поверхности Земли, где от излучения нас защищают атмосфера и магнитное поле. А радиация разрушает ДНК, в том числе и в половых клетках. Во-вторых, неизвестно, смогут ли млекопитающие давать потомство в условиях микрогравитации. Ранее на МКС ставились эксперименты на саламандрах и рыбах, и они показали, что эти животные могут размножаться в космосе. Однако исследований на млекопитающих еще не проводилось.
Авторы нового исследования провели эксперименты пока не с животными, а с замороженной мышиной спермой. Исследователи отправили сперму 12 мышей на МКС в 2013 году, где она хранилась при температуре -95 градусов Цельсия в течение девяти месяцев. Затем ее вернули обратно. Одновременно ученые хранили контрольные образцы замороженной спермы на Земле.
После возвращения спермы из космоса ученые измерили в ней повреждения ДНК, вызванные космической радиацией. Для этого они применили метод ДНК-комет, позволяющий обнаружить повреждение ДНК в единичных клетках. Повреждения ДНК в «космической» сперме, как и ожидали исследователи, оказались значительными.
Затем авторы работы инсеминировали самок как спермой, побывавшей в космосе, так и оставшейся на Земле. Уровень рождаемости в обоих случаях оказался примерно одинаковым. После того как «космические» детеныши выросли, нескольких из них скрестили между собой и они снова принесли здоровое потомство и тем самым продемонстрировали нормальную фертильность. У части детенышей извлекли мозг и проанализировали экспрессию генов (то есть количество РНК, которая «считывается» с гена, а потом служит матрицей для синтеза белков). Разницы между «космическими» и «земными» детенышами ученые не выявили.
В дальнейшем авторы работы собираются протестировать, как действует космическая радиация и на мышиные яйцеклетки. Ученые уже получили разрешение на отправку замороженных яйцеклеток на МКС. Предполагается, что космонавты на станции их разморозят, вырастят клетки до зрелого состояния и вернут их на Землю. После этого ученые введут их самкам и проанализируют уровень рождаемости и здоровье мышат.
Исследователи считают, что здоровью будущих межпланетных путешественников, помимо радиации и невесомости, угрожают, в том числе когнитивные расстройства, переутомление и нарушения сна. Подробнее о факторах риска, сопутствующих космическим полетам, можно прочитать в нашем материале.