在巨大的第一次,小鼠胚胎已經(jīng)在太空中生長

當(dāng)人類注視著地球邊界之外的陌生邊界,向著新的星際邁出搖搖晃晃的第一步時,新的關(guān)于我們未來的問題開始浮出水面.

有一件事有待測試,那就是物種的繁殖。當(dāng)我們大膽地前進(jìn)時,我們是否能夠繼續(xù)繁殖,在地球大氣層以外的微重力和輻射環(huán)境中培養(yǎng)新的人類?

根據(jù)一項新的實驗,答案是響亮的.

哺乳動物胚胎首次在太空中培養(yǎng)和生長,在國際空間站的微重力環(huán)境中,在地球表面上方約400公里(250英里)處繞地球運行。

在山梨大學(xué)的分子生物學(xué)家Teruhiko Wakayama設(shè)計和領(lǐng)導(dǎo)的一項實驗中,結(jié)果表明小鼠胚胎至少在最初可以在太空環(huán)境中生存。

在微重力下發(fā)育的小鼠囊胚。(Wakayama等,iScience的, 2023)

“在未來的旅行中有可能懷孕火星因為去那里旅行需要六個多月的時間,“和歌山告訴新科學(xué)家.“我們正在進(jìn)行研究,以確保如果到那時,我們將能夠安全地生孩子。

實際上,哺乳動物胎兒是否可以在微重力下發(fā)育的問題是科學(xué)家們已經(jīng)問了一段時間的問題。

2009年,由Wakayama領(lǐng)導(dǎo)的一個研究小組發(fā)現(xiàn),模擬微重力對胚胎發(fā)育有有害影響——卵子可以在微重力下受精,但受精卵的植入是不太成功.

但是懷孕有許多不同的活動部分,因此該團(tuán)隊的最新努力不是集中在受精或植入上,而是胚胎的早期發(fā)育上。研究人員將小鼠胚胎受精并將它們發(fā)育到雙細(xì)胞階段,冷凍它們,并將它們運送到國際空間站,由宇航員在專門為此目的設(shè)計的特殊機(jī)器中解凍和培養(yǎng)。

在四天的時間里,宇航員培養(yǎng)了胚胎,在實驗結(jié)束時將它們保存在多聚甲醛中,然后運回地球并由Wakayama的團(tuán)隊進(jìn)行分析。

說明實驗步驟的圖表。(Wakayama等,iScience的, 2023)

有多組胚胎。一個是在地球上的重力環(huán)境中作為對照培養(yǎng)的。國際空間站上的第二個對照組在模擬地球重力下培養(yǎng);當(dāng)然,還有微重力實驗組。

國際空間站上兩組的存活率都低于地球上的存活率;但研究人員發(fā)現(xiàn),那些幸存下來的胚胎發(fā)育正常。

因此,盡管太空中的存活率要低得多,但它們確實存活下來的事實是一個令人鼓舞的跡象。此外,除了重力之外,還有其他因素可能導(dǎo)致太空中的低生存率。

“在微重力條件下培養(yǎng)的胚胎發(fā)育成具有正常細(xì)胞數(shù)、內(nèi)部細(xì)胞質(zhì)量、滋養(yǎng)外胚層和基因表達(dá)譜的囊胚,類似于在國際空間站的人工-1 g控制和地面-1 g控制下培養(yǎng)的胚胎,”研究人員寫道,“這清楚地表明,重力對哺乳動物胚胎的囊胚形成和初始分化沒有顯著影響。

要確定在太空中懷孕是否可取,還有很多工作要做。該研究沒有考慮到輻射的影響,輻射在太空中比在地球上高得多。

開發(fā)也停止了囊胚階段。目前尚不清楚子宮內(nèi)發(fā)育是否會導(dǎo)致不同的結(jié)果。

在國際空間站上生長的小鼠囊胚。(Wakayama等,iScience的, 2023)

此外,涉及懷孕嚙齒動物的實驗表明,在關(guān)鍵的妊娠階段進(jìn)入太空可能會阻礙,例如,前庭發(fā)育.在太空中飛行的嚙齒動物的后代也表現(xiàn)出更高的比率健康并發(fā)癥.還有一個2005年研究發(fā)現(xiàn)重力負(fù)荷是正常胎兒肌肉骨骼發(fā)育所必需的。

研究人員說,這表明需要更多的工作來研究太空戰(zhàn)斗對哺乳動物胎兒發(fā)育的影響。

“根據(jù)這些報告和我們的結(jié)果,也許哺乳動物的太空繁殖是可能的,盡管它可能會受到一些影響。不幸的是,從國際空間站實驗中獲得的囊胚數(shù)量并不豐富;我們無法確認(rèn)對后代的影響,因為我們沒有從太空中發(fā)育的胚胎中產(chǎn)生后代。他們寫道.

“研究哺乳動物在太空中的繁殖對于開啟太空時代至關(guān)重要,因此有必要在國際空間站不再運行之前研究和澄清空間環(huán)境的影響。

該研究已發(fā)表在iScience的.

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