Grzyby z UPWr już w kosmosie. Jeśli przetrwają, na orbitę polecą większe organizmy

• Misja orbitalna firmy SpaceX to dla UPWr udział w badaniach, które mogą być przełomowe
• Budowa naukowego satelity to przykład doskonałej współpracy wrocławskich uczelni
• Naukowcy UPWr chcą zobaczyć czy grzyb będzie funkcjonował w kosmosie, gdzie panuje specyficzna mikrograwitacja

Badania prowadzone są w ramach projektu „Bio-nanosatelita wykorzystujący zminiaturyzowane instrumenty lab-on-chip oraz metodologia prowadzenia badań bio-medycznych z jego wykorzystaniem w warunkach mikrograwitacji”. Realizuje go konsorcjum, w skład którego weszła firma SatRevolution (lider), Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, Politechnika Wrocławska, Uniwersytet Medyczny we Wrocławiu oraz Instytut Immunologii i Terapii Doświadczalnej im. Ludwika Hirszfelda PAN, w ramach programu rozwoju Dolnośląskiej Strefy Technologii Biomedycznych. W 2018 roku samorząd województwa dolnośląskiego wraz z Narodowym Centrum Badań i Rozwoju przekazali na prace badawczo-rozwojowe w tym zakresie 100 mln złotych.

Misja orbitalna firmy SpaceX

Nasz naukowy satelita poleciał na misję orbitalną firmy SpaceX na pokładzie rakiety Falcon 9, która wystartowała ze stanowiska SLC-40 na kosmodromie Cape Canaveral na Florydzie 13 stycznia 2022 roku o godz. 16:25 czasu polskiego. Cały lot przebiegł pomyślnie. Na orbitę trafiło 105 obiektów, w tym cztery moduły firmy SatRevolution.

Prof. Anna Chełmońska-Soyta, prorektor ds. umiędzynarodowienia UPWr nie ukrywa, że towarzyszyły temu wielkie emocje.

– Obserwując start rakiety Falcon 9 pomyślałam sobie, że mamy jako uniwersytet udział w badaniach, które są niezwykłe i noszą znamiona badań przełomowych. Innymi słowy kosmos jest w zasięgu UPWr! – mówi prorektorka i podkreśla, że dla niej osobiście ten projekt jest bardzo ważny.

– Jest bowiem wynikiem mojej długoletniej współpracy z prof. Janem Dziubanem z Katedry Mikrosystemów, Wydziału Elektroniki, Fotoniki i Mikrosystemów Politechniki Wrocławskiej, który jest niezwykłym naukowcem i wizjonerem oraz mentorem całego projektu. Ta współpraca ma charakter wybitnie interdyscyplinarny, ponieważ staramy się uwspólnić świat biologii komórkowej i wyrafinowanych technologii – dodaje prof. Anna Chełmońska-Soyta.

Współpraca wrocławskich uczelni

Budowa naukowego satelity to również przykład doskonałej współpracy wrocławskich uczelni. Zespół z Politechniki Wrocławskiej odpowiadał w niej za konstrukcję modułów laboratoryjnych, które umożliwią przeprowadzenie różnych badań biologicznych i medycznych. – Wykonane zostały dedykowane lab-chipy, moduły detekcji optycznej, moduły zarządzania mikroprzepływem oraz konstrukcje mechaniczne lab-payloadu dla satelity – tłumaczy dr inż. Patrycja Śniadek, kierownik prac z PWr.

Naukowcy z Uniwersytetu Medycznego we Wrocławiu zbadają, jak mikrograwitacja i kosmiczne promieniowanie wpływają na działanie konkretnych leków onkologicznych i w jaki sposób te czynniki mogą wpłynąć na ludzkie zdrowie. W przyszłości tego typu eksperymenty mogą bowiem prowadzić do opracowania nowych terapii onkologicznych, antybiotykoterapii czy leków.

Badanie dotyczące zachowania grzybów kosmopolitycznych to już rola badaczy Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu (kierownikiem projektu jest prof. Krzysztof Matkowski, a w skład zespołu wchodzą: prof. Elżbieta Pląskowska, Agata Kaczmarek, Marta Jurga i prof. Wojciech Pusz). Wysłali oni w kosmos bardzo powszechnie występujący na Ziemi grzyb, czyli Fusarium culmorum. Znajduje się on w powietrzu, roślinach, glebie, a także budynkach mieszkalnych. Co ważne, ma szerokie możliwości rozwoju w różnych temperaturach i warunkach wilgotnościowych.

Od grzyba do większych organizmów?

Fusarium culmorum to wygodny gatunek do tego typu celów: szybko zarodnikuje i rośnie. Jego struktury są na tyle kontrastowe, że pozwalają oceniać rozwój za pomocą zminiaturyzowanych systemów optycznych umieszczonych w niewielkiej hodowli umieszczonej w satelicie. To gatunek stosunkowo wytrzymały na chwilowe skoki temperatury w granicach 40-70°C – podczas startu rakiety nośnej i przechodzenia przez gęste warstwy atmosfery, temperatura w komorze badawczej, mimo skomplikowanego systemu zabezpieczeń, znacznie się podnosi.

– Wiemy, że gatunek, który wysyłamy, wytrzyma temperatury nawet minus 250 stopni. Mamy to przetestowane na Ziemi. Chcemy zobaczyć natomiast, czy będzie on funkcjonował także w kosmosie, gdzie panuje specyficzna mikrograwitacja, która jest wielokrotnie niższa, niż na powierzchni Ziemi – opowiada prof. Krzysztof Matkowski z Zakładu Fitopatologii i Mykologii UPWr.

Naukowcy chcą sprawdzić, czy takie warunki w jakiś sposób wpłyną na biologię wysyłanego przez nich grzyba. Wiedza ta jest ważna w kontekście przyszłych prób utworzenia samowystarczalnych baz przeznaczonych do życia człowieka w kosmosie. Grzyby są prekursorami życia w każdym ekosystemie i bez nich intensywny długotrwały wzrost roślin nie jest możliwy.

– Kierowała nami ciekawość, czy w warunkach znacznie innych, niż te, które panują na Ziemi, ten organizm będzie się rozwijał tak samo, a może odmiennie, a może w sposób dla nas zupełnie niezrozumiały i dziwny – dodaje prof. Matkowski, który podkreśla, że jeśli w przyszłości wyślemy w kosmos satelitę z większymi organizmami, to dzięki tym badaniom będziemy mieli niezbędną wiedzę dotyczącą możliwości ich rozwoju.

Badania w kosmosie prowadzone będę przez około dwa tygodnie, z możliwością ewentualnego przedłużenia, gdyby okazało się, że po tym czasie nadal warto prowadzić obserwacje. Po zakończeniu eksperymentu satelita spłonie w ziemskiej atmosferze.

mm