Czy życie może przetrwać w przestrzeni kosmicznej? Jakie organizmy mogłyby wspierać astronautów w misjach na Marsa? Odpowiedzi na te pytania szukają naukowcy z Uniwersytetu Szczecińskiego, którzy jako pierwsi w Polsce przeprowadzili eksperyment biologiczny na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Projekt Yeast TardigradeGene, oparty na genetycznie zmodyfikowanych drożdżach wzbogaconych o gen niesporczaka, to przełomowy krok w badaniach nad odpornością organizmów w warunkach mikrograwitacji i promieniowania kosmicznego. Wyniki mogą odmienić nie tylko przyszłość eksploracji kosmosu, ale również biotechnologię na Ziemi.
Z tego artykułu dowiesz się…
- Jakie cele naukowe przyświecały eksperymentowi Yeast TardigradeGene na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej.
- W jaki sposób gen niesporczaka może zwiększyć odporność drożdży na warunki panujące w kosmosie.
- Dlaczego projekt ma znaczenie dla produkcji żywności, leków i biopaliw podczas misji kosmicznych – i na Ziemi.
- Jak wyglądała współpraca między naukowcami z Uniwersytetu Szczecińskiego, UAM i UŚ, oraz jakie są dalsze plany badawcze.
Drożdże, niesporczaki i Międzynarodowa Stacja Kosmiczna – nowy rozdział w badaniach nad życiem
Genetycznie zmodyfikowane drożdże z Uniwersytetu Szczecińskiego, wzbogacone o gen niesporczaka, wzięły udział w przełomowym eksperymencie naukowym na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS). Misja, nazwana Yeast TardigradeGene, była częścią pierwszej polskiej wyprawy naukowo-technologicznej IGNIS w ramach Axiom Mission 4 (Ax-4), w której uczestniczył również polski astronauta dr Sławosz Uznański-Wiśniewski.
Po powrocie kapsuły Dragon Grace i odzyskaniu pojemnika z fiolkami, eksperyment oficjalnie zaprezentowano podczas konferencji prasowej 17 lipca 2025 roku w Rektoracie Uniwersytetu Szczecińskiego.
Odporność niesporczaka w służbie nauki
Niesporczaki (Tardigrada), znane z niezwykłej odporności na ekstremalne warunki – mikrograwitację, promieniowanie jonizujące, próżnię czy skrajne temperatury – stały się inspiracją dla naukowców. Jak zaznaczyła prof. dr hab. Ewa Szuszkiewicz, astrobiolożka i liderka projektu:
Niesporczak to mikroskopijny twardziel, który przetrwa niemal wszystko. Wprowadzając jego geny do drożdży, chcemy nauczyć inne organizmy tej odporności.
Zespół badawczy postanowił sprawdzić, czy drożdże z wprowadzonym genem kodującym białko niesporczaka – oksydazę alternatywną (AOX) – lepiej poradzą sobie w warunkach mikrograwitacji i narażenia na promieniowanie jonizujące, niż ich „zwykłe” odpowiedniki.
Biofabryki przyszłości? Cele naukowe eksperymentu
Eksperyment Yeast TardigradeGene miał na celu weryfikację hipotezy, że ekspresja genu niesporczaka poprawi funkcjonowanie mitochondriów drożdży w warunkach panujących w przestrzeni kosmicznej.
Chcemy zweryfikować hipotezę, że ekspresja oksydazy alternatywnej poprawi funkcjonowanie mitochondriów w mikrograwitacji i pod wpływem promieniowania jonizującego, a w konsekwencji zwiększy przeżywalność drożdży w przestrzeni kosmicznej – wyjaśniła prof. Szuszkiewicz.
Jeśli się to potwierdzi, drożdże mogłyby w przyszłości posłużyć jako biofabryki do produkcji żywności, leków, suplementów, a nawet biopaliw w trakcie misji międzyplanetarnych – np. na Marsa.
Szczegóły misji i konstrukcja eksperymentu
Pojemnik z drożdżami, który zabrał na orbitę Sławosz Uznański-Wiśniewski, zawierał 40 fiolek podzielonych na pięć grup po osiem. Jak tłumaczył dr hab. Franco Ferrari, prof. US z Instytutu Fizyki:
- W pierwszej grupie umieszczono klasyczne drożdże piekarnicze.
- Druga zawierała drożdże z genem niesporczaka.
- Trzecia – drożdże zmodyfikowane genem meduzy (kontrola negatywna).
- Czwarta – osłabiony szczep z usuniętym fragmentem DNA.
- Piąta – osłabiony szczep, ale z dodanym genem niesporczaka.
Na Ziemi widać, że ten gen niesporczaka sprawdza się. Osłabione komórki nie potrafią normalnie się mnożyć, ale z dodatkiem genu niesporczaka mnożą się – wskazał Ferrari.
Transport i warunki eksperymentalne wymagały precyzyjnych rozwiązań inżynieryjnych – pojemnik musiał być lekki, odporny na ogień, wstrząsy, przeciążenia do 9g oraz ciśnienie do 13 atmosfer. Wewnątrz panowała temperatura pokojowa, a fiolki nie mogły być otwierane przez astronautów – wszystkie procedury przeprowadzono w trybie pasywnym.
Międzynarodowa współpraca i interdyscyplinarność projektu
Za przygotowanie biologiczne drożdży odpowiadali naukowcy z Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu oraz Uniwersytetu Śląskiego w Katowicach, z którymi Uniwersytet Szczeciński ściśle współpracował. Jak podkreśliła prof. Szuszkiewicz:
Tylko współpraca specjalistów różnych dyscyplin naukowych: astronomii, biologii, chemii, fizyki itd. pozwoli zrealizować cel eksploracji kosmosu.
Prorektor ds. organizacji dr hab. Kinga Flaga-Gieruszyńska, prof. US zaznaczyła, że udział uczelni w eksperymencie to przykład połączenia wizji z dydaktyką:
To dowód, że Uniwersytet Szczeciński realizuje wielkie wizje, rozwijając jednocześnie dydaktykę – nasz kierunek kosmologia już teraz przyciąga studentów.
Drożdże wróciły – czas na analizy
Po powrocie pojemnika z ISS, fiolki zostały przetransportowane do laboratorium w Poznaniu, gdzie rozpoczęły się dokładne analizy porównawcze – z uwzględnieniem symulacji promieniowania w warunkach ziemskich. Jak wskazali naukowcy, badania te mogą mieć znaczenie nie tylko dla eksploracji kosmosu, ale także dla rozwoju biotechnologii na Ziemi, w tym w zakresie produkcji żywności, bioenergii i leków onkologicznych.
Na podstawie tych badań można też przetestować leki, które są niezbędne do walki z nowotworami – podsumowała prof. Szuszkiewicz.
Nowy rozdział polskiej nauki w kosmosie
Eksperyment Yeast TardigradeGene jest nie tylko symbolem ambicji i potencjału polskiej nauki, ale również realnym wkładem w rozwój technologii przyszłości. Jak zaznaczył prof. dr hab. Tomasz Denkiewicz, dyrektor Instytutu Fizyki US:
To ważne, by młodzi ludzie zobaczyli, że fizyka i kosmologia to realne drogi kariery i współpracy z naukowcami światowej klasy.
Naukowcy z Uniwersytetu Szczecińskiego pokazali, że granice życia mogą być przekraczane dzięki badaniom interdyscyplinarnym, a niewielka fiolka z drożdżami może odegrać wielką rolę w przyszłości ludzkości – na Ziemi i poza nią.
Główne wnioski
- Eksperyment Yeast TardigradeGene był częścią polskiej misji IGNIS i zakładał badanie przeżywalności zmodyfikowanych drożdży z genem niesporczaka na ISS.
- Drożdże z białkiem AOX (oksydazy alternatywnej) wykazują większą odporność na promieniowanie jonizujące i mikrograwitację, co może umożliwić ich wykorzystanie jako biofabryk w przestrzeni kosmicznej.
- W eksperymencie wykorzystano 40 fiolek z pięcioma różnymi szczepami drożdży – od klasycznych po modyfikowane i osłabione – by dokładnie ocenić wpływ genu niesporczaka.
- Projekt ma charakter interdyscyplinarny i może znaleźć zastosowanie nie tylko w eksploracji Marsa, ale też w rozwoju terapii onkologicznych i produkcji energii na Ziemi.
Źródło:
- Uniwersytet Szczeciński
