由NASA Ames（美國(guó)宇航局艾姆斯研究中心）設(shè)計(jì)的微流控檢測(cè)卡由衛(wèi)星“BioSentinel”攜帶進(jìn)入深太空，將用于研究太空輻射對(duì)酵母的影響。一旦進(jìn)入軌道，通過(guò)三色LED檢測(cè)系統(tǒng)和代謝指示染料系統(tǒng)對(duì)酵母的生長(zhǎng)和代謝活動(dòng)進(jìn)行測(cè)量。其中，粉紅色孔中有活躍生長(zhǎng)的酵母細(xì)胞，它們將代謝染料從藍(lán)色變?yōu)榉奂t色。

據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道，地球磁場(chǎng)可保護(hù)國(guó)際空間站工作人員免受大部分輻射的傷害，這些輻射會(huì)破壞我們細(xì)胞中的DNA并導(dǎo)致嚴(yán)重的健康問題。未來(lái)，當(dāng)宇航員開始深入太空時(shí)，他們將處于更加危險(xiǎn)的輻射環(huán)境中，需要大量的保護(hù)。在位于加州硅谷NASA Ames的科學(xué)家們的幫助下，在一顆名為“BioSentinel”的小衛(wèi)星內(nèi)進(jìn)行了生物學(xué)實(shí)驗(yàn)，有望向獲得解決方案的路上邁出重要的一大步。

為了研究太空的基礎(chǔ)知識(shí)，研究人員經(jīng)常使用“模式生物”進(jìn)行比對(duì)和理解。這有助于更清楚地顯示太空和地球的差異。在BioSentinel上，NASA使用的正是發(fā)酵面包和釀造啤酒的酵母。人體細(xì)胞和酵母細(xì)胞在深太空中遇到高能輻射，可能導(dǎo)致兩條攜帶遺傳信息的DNA鏈斷裂。通常，酵母和人類的DNA損傷在細(xì)胞中的修復(fù)過(guò)程非常相似。

BioSentinel將是美國(guó)宇航局自阿波羅時(shí)代以來(lái)，在繞地球運(yùn)行的太空站之外開展生物學(xué)研究的第一顆衛(wèi)星。麥片盒大小的衛(wèi)星將通過(guò)美國(guó)宇航局強(qiáng)大的新型火箭發(fā)射至深太空，然后飛越月球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的方向。一旦衛(wèi)星離開地球的保護(hù)磁場(chǎng)，BioSentinel的地面團(tuán)隊(duì)將遠(yuǎn)程觸發(fā)一系列實(shí)驗(yàn)，激活兩種釀酒酵母菌株，觀察其在空間輻射下的生長(zhǎng)情況。酵母樣本將在六至十二個(gè)月任務(wù)中的不同時(shí)間點(diǎn)被激活。

一種菌株是通常在自然界中發(fā)現(xiàn)的酵母，而另一種菌株因?yàn)殡y以修復(fù)DNA而被選中。通過(guò)比較兩種菌株在深太空輻射環(huán)境下的反應(yīng)，研究人員將更多地了解長(zhǎng)時(shí)間深太空活動(dòng)對(duì)人類造成的健康風(fēng)險(xiǎn)，并能夠制定減少潛在損害的明智措施。

載入小衛(wèi)星生物學(xué)研究史冊(cè)

NASA Ames使用立方星（CubeSat）進(jìn)行太空生物學(xué)研究，BioSentinel則將被載入這段歷史的史冊(cè)。CubeSat是由各個(gè)單元組成的小型衛(wèi)星，每個(gè)單元大約4英寸。BioSentinel重達(dá)30磅，由六個(gè)單元組成。在BioSentinel上，酵母細(xì)胞放置在微流控檢測(cè)卡內(nèi)的微小隔室。這款微流控檢測(cè)卡是允許控制極少量液體流動(dòng)的定制器件，用來(lái)激活和維持酵母。 有關(guān)輻射水平、酵母生長(zhǎng)和新陳代謝等數(shù)據(jù)將被收集并存儲(chǔ)在衛(wèi)星中，然后傳輸給地球上的科學(xué)團(tuán)隊(duì)。

來(lái)自太陽(yáng)的輻射風(fēng)暴對(duì)未來(lái)的深太空探測(cè)者來(lái)說(shuō)健康威脅非常高。如果衛(wèi)星遇到太陽(yáng)粒子事件，那么將會(huì)激活一組含有酵母樣本的微流控檢測(cè)卡。

BioSentinel擔(dān)負(fù)對(duì)重力和輻射環(huán)境研究的重任

BioSentinel除了擔(dān)任穿越深太空環(huán)境的開創(chuàng)性任務(wù)之外，還將在不同的輻射和重力條件下進(jìn)行兩組相同的實(shí)驗(yàn)。一組將在國(guó)際空間站進(jìn)行，微重力類似于深太空，但輻射相對(duì)較少。另一組實(shí)驗(yàn)將在地球上進(jìn)行，以與地球的重力和輻射水平進(jìn)行比較。這些附加實(shí)驗(yàn)將向科學(xué)家展示如何比較地球和空間站的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，而且這些實(shí)驗(yàn)容易進(jìn)行，以探測(cè)未來(lái)宇航員在太空中遇到的強(qiáng)烈輻射情況。

總之，BioSentinel的數(shù)據(jù)對(duì)于解釋空間輻射暴露的影響，降低人類長(zhǎng)期探索深太空的風(fēng)險(xiǎn)以及確認(rèn)空間輻射對(duì)生物影響的現(xiàn)有模型至關(guān)重要。

相關(guān)合作伙伴

位于加州硅谷的NASA Ames（美國(guó)宇航局艾姆斯研究中心）負(fù)責(zé)BioSentinel任務(wù)的科學(xué)學(xué)科、硬件設(shè)計(jì)和開發(fā)工作。合作伙伴組織包括位于德克薩斯州休斯頓的美國(guó)宇航局約翰遜航天中心和位于加州洛馬林達(dá)的洛馬林達(dá)大學(xué)醫(yī)療中心。BioSentinel由美國(guó)宇航局Human Exploration and Operations Mission Directorate的先進(jìn)勘探系統(tǒng)部門資助。

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