Китайские учёные получили на Земле образцы эмбрионов мышей, выращивавшихся на борту национальной космической станции. Материал был доставлен 29 мая в возвращаемой капсуле корабля Shenzhou-22 и теперь станет основой для исследований, посвящённых влиянию космической среды на ранние этапы развития млекопитающих. В перспективе эти данные могут помочь оценить возможность зачатия и развития новой жизни во время длительных космических экспедиций.

Эксперимент проводила группа специалистов из Шэньчжэньского института передовых технологий Китайской академии наук. Основной целью проекта стало изучение развития эмбрионов на стадии до имплантации — периода между оплодотворением и прикреплением зародыша к стенке матки. Учёные также намерены выяснить, как космическая среда влияет на митохондрии, обеспечивающие клетки энергией, и на эпигенетические механизмы, которые регулируют работу генов без изменения самой ДНК.

Команду возглавил Лэй Сяохуа (Lei Xiaohua) из Центра энергетического обмена и репродукции Института биомедицины и биотехнологий. На борту станции специалисты выращивали эмбрионы мышей на разных стадиях развития с использованием биотехнологического экспериментального комплекса.

Иллюстрация: Nano Banana

Одной из главных трудностей стала необходимость обеспечить культивирование эмбрионов и непрерывную съёмку их развития в условиях крайне ограниченного пространства и ресурсов станции. Для решения этой задачи исследователи совместно с группой Мэн Юнфаня (Men Yongfan) из Центра биомедицинской оптики и молекулярной визуализации разработали специальный микрофлюидный контейнер. Внутри него размещались две линии по шесть камер для выращивания эмбрионов, что позволило одновременно проводить несколько независимых серий экспериментов и использовать автоматизированную систему станции.

После серии наземных испытаний учёные создали полный комплекс процедур для выращивания эмбрионов млекопитающих в космосе, их визуального наблюдения, фиксации, консервации и последующего хранения при низких температурах. По итогам полёта команда подтвердила, что изображения развивающихся эмбрионов были успешно получены, а условия их развития и сохранения соответствовали требованиям эксперимента.

Уже утром 30 мая живые научные образцы были доставлены в Центр технологий и инженерии космического использования Китайской академии наук в Пекине с использованием специализированного холодильного оборудования.

Следующий этап работы предусматривает детальное сравнение космических образцов с контрольными эмбрионами, развивавшимися на Земле. Учёные проведут статистический анализ особенностей развития, исследуют распределение отдельных белков, выполнят высокоточное трёхмерное картирование структуры хроматина — комплекса ДНК и белков внутри клеточного ядра — а также применят методы мультиомного секвенирования для комплексного изучения биологических процессов.

По словам Лэй Сяохуа, анализ доставленных образцов должен дать ключевые данные о том, каким образом космическая среда влияет на раннее развитие эмбрионов млекопитающих. Особый интерес представляет стадия активации собственного генома зародыша, когда эмбрион начинает самостоятельно управлять своим развитием. Учёные рассчитывают определить, способна ли космическая среда поддерживать нормальное прохождение этого критически важного этапа.

Нынешний проект продолжает серию китайских экспериментов в области космической эмбриологии. В 2006 году специалисты впервые смогли в реальном времени наблюдать развитие эмбрионов в космосе через спутник Shijian-8. Спустя 10 лет аппарат Shijian-10 доставил на орбиту ранние эмбрионы мышей, и тогда впервые удалось зафиксировать их полное развитие в космической среде от стадии двух клеток до бластоцисты — этапа, на котором начинается заметное разделение клеток по будущим функциям.

Новый эксперимент отличается более широким набором методов анализа и должен дать наиболее подробную на сегодняшний день картину того, как невесомость и другие факторы космической среды влияют на самые ранние этапы формирования жизни.