İnsanlar uzay çağında nasıl çoğalırlar? Neden "hızlı dondurulmuş" spermi denemiyorsun?
Yazar: Han Vietnam
Yaklaşık dokuz ay sonra, 288 gün boyunca dünyanın etrafında uçtuktan sonra, Uluslararası Uzay İstasyonunda depolanan farelerin spermleri başarılı bir şekilde sağlıklı fareler üretti. . Bu büyük bir haber gibi görünmeyebilir, ancak evren yaşı gerçekten geldiğinde, insanların uzun süreli uzay yolculuğu günlük bir rutin haline geldiğinde, uzayda sağlıklı bebekler doğurup doğurmayacağımızın bir mesele olduğunu hayal edin. Çok kritik bir konu.
Sağlıklı bir bebek fare, uzay ortamında dokuz ay boyunca saklanan fare sperminden doğar. Resim kaynağı: Referans 1
Düşünmesi kolay değil
Uzayda seks yapmak başlı başına çok zor bir şey. Newton'un üçüncü yasası bize "iki nesne etkileştiğinde, birbirlerine uygulanan kuvvetlerin büyüklük olarak eşit, ancak yön olarak zıt olduğunu" söyler. ve bu yüzden Evrenin ağırlıksız ortamında İki kişi çarpıştığında, çarpışma iki kişiyi zıt yönlerde ayıracak, Dış güçlerin yardımı olmadan iki kişiyi bir arada tutmak zordur. .
Çok düşünüyorsun, gerçek resim ... o kadar da güzel değil. Resim kaynağı: "Uzay Gezgini"
Daha da önemlisi küresel ortamda cinsel ilişki sırasında üretilen ter insan vücudunun yüzeyine yapışacak ve vücudumuzun yüzeyini terk etmeyecektir. Ama ağırlıksız bir ortamda bunlar Küçük su damlacıkları, çevredeki ortamda hareket ve yüzmeye bağlı olarak insan vücudu yüzeyini terk edecektir. Tahmin edebileceğiniz gibi, bu hoş bir sahne değil.
Son olarak, uzay ortamında, cinsiyetlendirme süreci insanların fiziksel gücü, özellikle de kardiyovasküler sistem için büyük bir testtir. Kardiyovasküler ve serebrovasküler sorunlara neden olması muhtemeldir . Yani insanlık gerçekten uzay çağına girerse, test tüpü teknolojisini kullanmak daha mantıklı bir seçimdir.
Birden çok deneme
Evren ortamında test tüpü teknolojisini kullanmak, ağırlıksızlık ve yüksek radyasyon yüzleşmemiz gereken iki zorluktur. Ve böyle bir ortamın germ hücrelerinin, özellikle memeli tohum hücrelerinin etkisi konusunda kesin bir sonucu yoktur. Japonya'daki Yamanashi Üniversitesi'nden Profesör Teruhiko Wakayama'nın yakın zamanda yaptığı bir çalışma, bu soruyu cevaplamamız için bize bir yön veriyor.
Uzay ortamında neyin değişeceğini bir kenara bırakın, doğumdan çürümeye kadar tüm yaşam sürecindeki mekanizmaların çoğu henüz anlaşılmamıştır. Yeryüzünde tüm yaşam yerçekiminin etkisi altındadır ve dünyanın manyetik alanının varlığından dolayı, kozmik ışınlardaki birçok yüksek enerjili parçacık atmosfer tarafından filtrelenmiştir ve yaşamın kendisi doğrudan bu parçacıklara maruz kalmamaktadır. Ancak evrende, ayda ve hatta Mars'ta, yerçekimi kuvveti yalnızca çok daha küçük değil, aynı zamanda yaşam formları bu yüksek radyasyonlu ortamlara doğrudan maruz kalacak. Böyle bir ortamda, hayvanların üremesine ve üremesine etkisi konusunda özellikle net değiliz.
Bundan önce bilim adamları, kozmik çevrenin organizmaların üremesi üzerindeki etkilerini araştırdılar.Sıçanlar, balıklar, semenderler ve hatta deniz kestaneleri de dahil olmak üzere çeşitli hayvanlar farklı deneylerde test edildi. Ancak araştırma sonuçları tutarlı bir sonuca varmadı. Örneğin, 1979'daki bir deneyde, Rusya tarafından uzaya gönderilen bir uyduya canlı fareler yerleştirildi.Uçuş döngüsü sırasında, fareler uzayda yaşayan bebekleri üretemediler. Germ hücrelerini uzaya getirmek için yapılan diğer deneylerde, deniz kestanelerinin spermleri bir test tüpünde tutuldu ve uzay uçuşu sırasında hasar gördü. Bununla birlikte, benzer deneyler diğer organizmalarda olumlu sonuçlar vermiştir: Test tüplerinde uzaya gönderilen balık, meyve sinekleri ve nematodların germ hücreleri, dünyaya döndükten sonra kozmik ortamda yeni nesli yetiştirmeyi başardı. Bununla birlikte, kozmik çevrenin memeli germ hücreleri üzerindeki etkisine ilişkin araştırmalar nadirdir.
Dondurularak kurutulmuş spermle ilk başarı
Bu konudaki meraktan Profesör Teruhiko Wakayama'nın ekibi, farklı suşlardan ayrı farelerden sperm elde etti ve örnekleri liyofilize etti. Dondurarak kurutma teknolojisi Yani, biyolojik numune hızlı bir şekilde sıfırın altındaki düşük bir sıcaklığa getirilir, numune soğutulur ve bir katı halinde dondurulur ve daha sonra katı su, vakum koşulları altında doğrudan süblimleştirilir.Bu teknoloji, örneğin makromoleküler maddeleri korurken, numuneyi hızla koruyabilir. DNA ve protein aktivitesi. Ekibin önceki araştırması şunu gösterdi: Liyofilize fare sperminin hücreleri artık hayatta kalmasa da, liyofilize numune suya eklendiğinde ve daha sonra doğrudan yumurtaya enjekte edildiğinde, yine de yavru üretebilir. Çünkü DNA, süreç boyunca bütünlüğünü ve biyolojik aktivitesini hala koruyor. Daha da önemlisi, dondurularak kurutulmuş numuneler oda sıcaklığında iki yıl saklanabilir ve donmuş bir ortamda süresiz olarak saklanabilir. Ayrıca, işlenen numune çok hafiftir, taşınması kolaydır ve fazla hacim kaplamaz. Aynı teknoloji yakın gelecekte insanlara da uygulanabilir.
Uluslararası Uzay İstasyonuna alınan "hızlı dondurulmuş" örnekler: A) Şişedeki beyaz sıvı, dondurularak kurutulmuş bir fare sperması örneğidir ve daha sonra her şişe bir torba içinde paketlenir; B) Aynı fareden dört şişe numune yüklenir Bir çantada toplam 12 deney faresi var; C) Tüm örnekler aynı kutuda paketleniyor ve bu küçük kutu uzay istasyonuna getirilecek son kutu. Resim kaynağı: Referans 1
Öyleyse liyofilize sperm, uzay ortamı testine dayanabilir mi? Profesör Teruhiko Wakayama'nın ekibinin yeni araştırma enstitüsünün tartıştığı konu bu.
Böylece Ağustos 2013'te, Mayıs 2014'e kadar -95C ve yüzeyden 100 kat daha güçlü radyasyonlu bir ortamda 9 ay boyunca uzay yolculuğuna çıktığı Uluslararası Uzay İstasyonuna bir fare dondurularak kurutulmuş sperm örneği alındı. Dünyaya dön. Örnek yeryüzüne döndüğünde, bilim adamları sperm üzerinde çeşitli testlere başladı. İlk olarak, bilim adamları kozmik çevrenin morfolojisine ve spermin genetik materyaline herhangi bir bariz zarar verip vermediğini test ettiler. Araştırmacılar, ışık mikroskobu altında, Uzay ortamında işlenen sperm ile normal sperm arasında görünüşte önemli bir fark yoktur, spermin kuyruğunun uzaması dışında. .
Normal sperm (E) ile uzayda işlenmiş sperm (F) arasında görünüşte pek bir fark yoktur. Resim kaynağı: Referans 1
Ayrıca araştırmacılar, kozmik radyasyon ortamının spermin genetik materyalinde önemli değişikliklere neden olup olmadığını araştırdılar.Fare sperminin genetik materyali üzerinde yapılan boyama deneyi ile araştırmacılar, kozmik radyasyon ortamında tedavi edilen spermin Bazı genetik materyal değişir, ancak sağlıklı sperm ile karşılaştırıldığında önemli bir fark yoktur. Kozmik ortam spermde bazı değişikliklere neden olsa bile, bu değişiklikler sağlıklı yumurtalarda hızla onarılıyor gibi görünüyor. Araştırmacılar daha sonra ışınlanmış spermi normal yumurtalarla birleştirdiler. Döllenmiş yumurtaların bir kısmı gelişim sürecini gözlemlemek için bir test tüpüne yerleştirilirken, döllenmiş yumurtaların bir kısmı farelere nakledilerek normale dönüşüp gelişemeyeceğini görmek için bireysel. Sonuç: Döllenmiş yumurta sadece test tüpünde normal olarak gelişmekle kalmaz, aynı zamanda farede normal bir fetüse dönüşür.
Kozmik ışınların ışınladığı sperm ile normal yumurta birleştirildikten sonra döllenmiş yumurta normal şekilde gelişir. Resim kaynağı: Referans 1
Radyasyonun gelecek nesil farelerin sağlığı üzerindeki etkilerini karşılaştırmak için bilim adamları, yeni doğan farelerin ve sağlıklı farelerin genetik materyal DNA'sındaki değişiklikleri de karşılaştırdı. Farelerin genomlarını karşılaştırarak, ikisi arasında bariz bir fark yoktur.
Böylece bilim adamları, ışınlanmış fare sperminin ürettiği yavruların da sağlıklı olduğu sonucuna vardılar. Işınlanmış sperm ile üretilen yavrularda erkek / dişi oranı% 47 ile% 53 arasında olup bu da normal erkek / dişi oranı aralığındadır. daha önemlisi, Bu farelerin yavruları da sağlıklı farelerdir, bu da radyasyonun normal doğurganlığı etkilemeyeceğini göstermektedir. .
Bu araştırmanın sonuçları dolaylı olarak, evrendeki güçlü radyasyon ortamında sağlıklı bir gelecek nesile sahip olmanın mümkün olduğunu söylüyor. Ayrıca dondurularak kurutulmuş sperm teknolojisinin uygulanması, hücre metabolizmasını tamamen engeller ve metabolik süreçte mutasyon olasılığını en aza indirir. Makalenin yayınlanmasından sonra Profesör Teruhiko Wakayama, Uluslararası Uzay İstasyonundaki her hayvanın sperm bankasını kurmak için bir röportajda çılgın bir hipotez ortaya attı. Bu taşınabilir sperm bankası, gelecekteki evrende yeni keşfedilen bir gezegende Dünya'daki yaşamı hızla kopyalamamıza yardımcı olabilir. Bir gün yeni bir gezegen keşfederseniz, gezegeninize vardığınızda, istediğiniz yaratık türünü hızlıca kopyalayabilirsiniz, düşünmek heyecan verici mi?
Yazarın kartvizit
Editör: Wan Jun
Referanslar:
Wakayama, S., Kamada, Y., Yamanaka, K., Kohda, T., Suzuki, H., Shimazu, T., Tada, MN, Osada, I., Nagamatsu, A., Kamimura, S., Nagatomo , H., Mizutani, E., Ishino, F., Yano, S. and Wakayama, T. (2017). Uluslararası Uzay İstasyonunda 9 ay boyunca dondurularak kurutulmuş fare spermlerinden elde edilen sağlıklı yavrular.Ulusal Akademi Bildirileri Bilimler. doi: 10.1073 / pnas.1701425114
Uzayda seks, https://en.wikipedia.org/wiki/Sex_in_space
Uzay Spermi Sağlıklı Bebek Fareleri Üretir,
Wakayama, T. ve Yanagimachi, R. (1998) Dondurularak kurutulmuş spermatozoa enjekte edilmiş oositlerden normal farelerin geliştirilmesi. Nature biotechnology 16, 639-641
Bireyler arkadaş çevresine iletebilirler
Bu makale Guo kabuk ağından geliyor
Lütfen yeniden basım için yetki ile iletişime geçin: sns@guokr.com
Başvuru için lütfen bilimselguokr@163.com ile iletişime geçin.
