Beberapa tahun yang lalu, Clay Wang membawa anak-anaknya ke Pusat Angkasa California untuk menunjukkan pesawat ulang-alik kepada mereka. Tetapi melihat Endeavour dan memikirkan penjelajahan manusia ke luar angkasa, ahli farmakologi juga bertanya-tanya: bagaimana jika setengah ke Marikh pasukan kehabisan ubat-ubatan? Banyak perkara boleh menjadi salah semasa misi tiga tahun ke Marikh. Anda hanya boleh mengambil sebilangan kecil ubat.
"Dalam kes makanan, anda dapat meramalkan dengan tepat berapa banyak angkasawan yang perlu makan," kata Wang. "Anda tidak boleh melakukannya dengan ubat-ubatan."
Apa yang harus dilakukan sekiranya ada keperluan untuk ubat yang tidak dimasukkan? Masalahnya diperburuk oleh kenyataan bahawa di persekitaran ruang angkasa banyak ubat kehilangan kekuatannya dan pecah lebih cepat daripada di Bumi.
Atas sebab-sebab ini, Wang percaya bahawa penjelajah Mars masa depan harus menanam ubat mereka sendiri. Di makmalnya di University of Southern California, dia bersiap untuk melakukan eksperimen untuk mewujudkannya.
Sekiranya semuanya berjalan mengikut rancangan, beberapa spesimen cendawan bertuah yang disebut Aspergillus nidulans akan melakukan perjalanan dengan roket SpaceX ke Stesen Angkasa Antarabangsa.
Jenis kulat ini sangat penting untuk penyelidikan bioperubatan. Para saintis telah mengkaji genom A. nidulans jauh, tetapi bahagian yang tidak diketahui masih ada. Fungsi banyak gen tidak diketahui, dan pasukan Wang berharap tekanan kosmik dapat membantu gen mengaktifkan dan menghasilkan komponen baru. Sekiranya kita menganggap A. nidulans sebagai kilang, "banyak mesin di kilang ini telah dimatikan, jadi kita tidak tahu apa yang mereka lakukan," jelas Wang. "Di ruang angkasa, mereka dapat menyala."
Dalam kebanyakan kes, A. nidulans hanya menghasilkan beberapa kelas sebatian, tetapi Wang mengatakan makmalnya mendapati bahawa "mereka menghasilkan produk semula jadi yang berbeza bergantung pada keadaan di mana mereka tumbuh." Pasukan berharap keadaan ruang yang tertekan yang unik dapat menumbuhkan kreativiti dan menghasilkan ramuan yang dapat dimasukkan ke dalam ubat-ubatan. Ini akan membantu penduduk bumi dan angkasawan di angkasa.
Video promosi:
Pasukan Wang juga ingin menjadikan A. nidulans atau cendawan lain menjadi kilang yang mampu menghasilkan pelbagai jenis ubat di ruang angkasa. Tetapi pertama-tama, mereka perlu melihat bagaimana keadaan sinaran tinggi dan graviti rendah akan mempengaruhi tanaman. Sebatian apa yang akan dihasilkannya, dalam kuantiti berapa? Gen apa yang diaktifkan, bagaimana ia ditindas?
Untuk mengetahui, sampel cendawan akan dihantar ke stesen angkasa selama beberapa hari dan kemudian dibekukan sehingga mereka kembali ke Bumi. Setelah cendawan ruang kembali, saintis akan membandingkan corak metabolit, protein, dan ekspresi gen mereka dengan yang ada di Bumi.
Para penyelidik kemudian dapat menggunakan maklumat ini untuk membiakkan strain jamur yang tahan ruang - A. nidulans atau spesies lain, jika mereka dapat menemukan jenis yang lebih sesuai untuk pekerjaan tersebut.
Sebagai contoh, A. nidulans mampu menghasilkan sebatian yang memerangi kepadatan tulang yang rendah, masalah yang menimpa angkasawan yang menghabiskan banyak masa di luar graviti. Biasanya, kulat menghasilkan sebatian ini dalam jumlah kecil, tetapi dengan secara selektif membiakkan strain yang menghasilkan sebilangan besar sebatian ini, saintis dapat menghasilkan versi yang lebih produktif.
Wang percaya bahawa penjelajah masa depan Mars dapat mengambil beberapa spora setiap strain dan tumbuh sesuai keperluan, menghasilkan ubat hanya dalam 2-4 hari. Tidak seperti tanaman, kulat tidak memerlukan tanah atau keadaan pencahayaan khas. Yang diperlukan hanyalah sisa makanan dan sedikit air.
Ke depan, kejuruteraan genetik dapat membantu kulat menghasilkan semua jenis ubat antibakteria, antijamur, dan juga anti-barah dalam perjalanan ke Marikh dan kembali. Dengan pertolongan mereka, adalah mungkin untuk membuat ubat yang berasal dari cendawan.
"Terobosan besar dalam biologi sintetik adalah kemampuan untuk memprogram ulang organisma ini," kata Wang. "Tidak hanya kita dapat memprogram ulang mereka, kita juga dapat memanipulasinya dengan mudah."
Bagaimanapun, Wang berkata, angkasawan bahkan tidak perlu membawa peti pertolongan cemas dengan mereka. Sekiranya penjelajah Mars kehabisan griseowulfin, kawalan darat akan menghantar e-mel kepada mereka urutan gen yang digunakan untuk membuat ubat itu, dan penyintesis DNA dapat menulis kod ini dalam sel tiruan, yang kemudian akan menghasilkan ubat tersebut.
Tetapi walaupun para saintis sudah dapat memasukkan DNA ke dalam sel tiruan, penggunaan praktikal teknologi ini adalah beberapa dekad dari kita.
ILYA KHEL
