Glony poleciały z Polakiem w kosmos. Wróciły zupełnie odmienione

Projekt "Space Volcanic Algae" był jednym z 13 doświadczeń realizowanych w ramach polskiej misji technologiczno-naukowej IGNIS na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej ISS. Eksperyment przeprowadził astronauta dr Sławosz Uznański-Wiśniewski. Jak wyjaśniła Ewa Borowska, dyrektor ds. technologii w Extremo Technologies, w rozmowie z portalem "Nauka w Polsce", część badanych glonów to organizmy ekstremofilne - odporne na skrajne temperatury, zmiany pH, zasolenie czy wysokie stężenia metali ciężkich.

Naukowcy sprawdzali, jak mikroglony reagują na warunki kosmiczne. W przyszłości takie organizmy mogłyby produkować tlen, wspierać wytwarzanie żywności w bazach kosmicznych oraz pomagać w przetwarzaniu odpadów. Badania zakończono na przełomie października i listopada, a współpracę z Europejską Agencją Kosmiczną - w grudniu. - Wstępne wyniki są bardzo zaskakujące. Skala różnic między próbkami z ISS a kontrolnymi z Ziemi jest większa, niż przewidywaliśmy - przyznała Borowska.

Eksperyment obejmował analizę produkcji tlenu, zmian genetycznych, syntezy nowych substancji oraz modyfikacji struktury komórek. Część próbek zawierała dodatkową substancję ochronną, która miała zabezpieczać komórki przed wysychaniem oraz promieniowaniem jonizującym i UV.

Jak zaznaczyła badaczka, ochrona ta wyraźnie wpłynęła na komórki. Dwa gatunki glonów po powrocie z orbity miały zmienioną budowę błon i ścian komórkowych w porównaniu z próbkami hodowanymi na Ziemi.

Zdjęcia mikroskopowe analizują obecnie naukowcy z Instytutu Biologii Doświadczalnej im. Marcelego Nenckiego PAN, a badania genetyczne prowadzi zespół prof. Marcina Woźniaka z Collegium Medicum UMK w Bydgoszczy.

Analizy wykazały znaczące zmiany ekspresji większości genów w warunkach mikrograwitacji. - To zaskakujące, bo po powrocie na Ziemię próbki przez kilka godzin znajdowały się w normalnej grawitacji. Mimo to różnice pozostały wyraźne - podkreśliła Borowska.

Zmiany dotyczyły głównie genów odpowiedzialnych za produkcję białek, kwasów nukleinowych oraz metabolitów wtórnych. W próbkach z ISS odnotowano modyfikacje, których nie stwierdzono w żadnej z próbek ziemskich. Niewykluczone, że w kosmosie aktywowały się geny zwykle mało aktywne na Ziemi.

Jednym z najbardziej zaskakujących wyników było zwiększenie fotosyntezy w kosmosie. Glony na orbicie pochłaniały więcej dwutlenku węgla i produkowały więcej tlenu niż te hodowane na Ziemi. - To prawdopodobnie efekt adaptacji do nowych warunków, takich jak promieniowanie kosmiczne i mikrograwitacja - wyjaśniła Borowska.

Do pomiarów wykorzystano specjalny sensor tlenu opracowany przez zespół Extremo Technologies we współpracy z inżynierami z Obserwatorium w Tartu w Estonii. Eksperyment był monitorowany przez całą dobę przy wsparciu ICE Cubes Service. Odkrycia mogą w przyszłości znaleźć zastosowanie zarówno w ograniczaniu CO₂ w atmosferze, jak i w systemach podtrzymywania życia podczas misji na Księżyc, Marsa czy w planowanych bazach orbitalnych.

Naukowcy zakładali, że mikroorganizmy szybko przystosują się do nowych warunków, jednak tempo zmian ich zaskoczyło. Pierwsze oznaki adaptacji pojawiły się już po około siedmiu dniach misji, która trwała nieco ponad dwa tygodnie.

Borowska podkreśliła również logistyczne wyzwania projektu. Próbki przygotowano w Polsce, następnie wysłano do NASA. Start misji Ax-4 był kilkukrotnie przekładany, a pojemnik z próbkami trafiał do kapsuły Dragon i wracał. Ostatecznie zdecydowano się nie wymieniać materiału badawczego, mimo obaw o jego kondycję. Decyzja okazała się trafna.

Zdaniem badaczki to duży sukces interdyscyplinarnego zespołu. Polska po raz pierwszy przeprowadziła tak kompleksowy eksperyment biotechnologiczny na ISS. - Mam nadzieję, że to początek polskich badań biotechnologicznych na orbicie - podsumowała.