The organic foods products are limited
Научная аппаратура КРИСТАЛЛ предназначена для получения высокосовершенных кристаллов белков способом температурного управления процессом кристаллизации. Постановщиком шести планируемых КЭ является Научно-исследовательский центр «Космического материаловедения» - филиал Института кристаллографии РАН (г. Калуга). Эта научная аппаратура реализует способ температурного управления процессами кристаллизации белка. Управление температурой влияет на растворимость белка и скорость роста кристаллов, оставляя другие параметры кристаллизации (концентрацию белка и осадителя, объём) неизменными. При этом с помощью локального понижения температуры в объеме раствора белка можно регулировать количество зародышей и скорость роста кристаллов, и тем самым сделать процесс кристаллизации белков управляемым и воспроизводимым. В земных условиях этот метод обеспечивает приближение к диффузионному массопереносу, а в условиях невесомости – чисто диффузионный механизм массопереноса при исключении конвекций любого вида с прецизионной ±(0,1–0,2)°C локальной стабилизацией температуры и управлением ею в ходе процесса кристаллизации, что создаёт условия самоорганизации молекул белка при встраивании их в кристаллическую решетку и позволяет реализовать высокое совершенство выращиваемых кристаллов. При этом в невесомости появляется возможность оптимизировать массоперенос, обусловленный возникновением концентрационной неоднородности вокруг растущего кристалла. Отсутствие конвекции в процессе кристаллизации позволяет также минимизировать влияние вибраций на процессы кристаллизации.
Научная аппаратура КРИСТАЛЛ выполнена в виде моноблока, состоящего из трех функциональных блоков:
Научная аппаратура КРИСТАЛЛ обеспечивает заданную температуру всего раствора капилляра и в локальной точке в диапазоне (4 ¸ 40)о С, при этом точность поддержания заданного значения температуры составляет ±0,1оС. Научная аппаратура обеспечивает регулируемый нагрев и охлаждение с необходимой в данных экспериментах скоростью, в диапазоне (1¸1,5)о С/мин. Продолжительность непрерывной работы установки при проведении одного эксперимента не превышает 1000 часов. Эксперименты проводятся полностью в автоматическом режиме. Запуск научной аппаратуры производится путем передачи управляющих команд из бортового компьютера или по командам с Земли, предусмотрена возможность накопления и передачи информации по телеметрии на Землю.
Для проведения шести космических экспериментов программы «Кристалл» в качестве объекта исследований выбраны кристаллы белка лизоцима – фермента, разлагающего бактериальные стенки, реализующего таким образом иммунные функции живых организмов. Этот белок часто используется в качестве модельного материала для изучения процессов выращивания кристаллов белков, поскольку условия его кристаллизации хорошо изучены в наземных лабораториях.
Таким образом, в полёте КА «Фотон-М» №4 будут проведены эксперименты по получению в космосе кристаллов белков высокого структурного совершенства методами жидкостной диффузии, диффузии из газовой среды и новым для получения белков в космосе методом «направленной кристаллизации». Полученные в космосе кристаллы белков предполагается использовать для фундаментальных исследований, которые могут стать основой будущей разработки лекарственных препаратов методом так называемого «драг-дизайна», а также найти применение в интенсивно развивающейся биоэлектронике и молекулярной медицине.
Научная аппаратура КРИСТАЛЛ обеспечивает заданную температуру всего раствора капилляра и в локальной точке в диапазоне (4 ¸ 40)о С, при этом точность поддержания заданного значения температуры составляет ±0,1оС. Научная аппаратура обеспечивает регулируемый нагрев и охлаждение с необходимой в данных экспериментах скоростью, в диапазоне (1¸1,5)о С/мин. Продолжительность непрерывной работы установки при проведении одного эксперимента не превышает 1000 часов. Эксперименты проводятся полностью в автоматическом режиме. Запуск научной аппаратуры производится путем передачи управляющих команд из бортового компьютера или по командам с Земли, предусмотрена возможность накопления и передачи информации по телеметрии на Землю.
Для проведения шести космических экспериментов программы «Кристалл» в качестве объекта исследований выбраны кристаллы белка лизоцима – фермента, разлагающего бактериальные стенки, реализующего таким образом иммунные функции живых организмов. Этот белок часто используется в качестве модельного материала для изучения процессов выращивания кристаллов белков, поскольку условия его кристаллизации хорошо изучены в наземных лабораториях.
Таким образом, в полёте КА «Фотон-М» №4 будут проведены эксперименты по получению в космосе кристаллов белков высокого структурного совершенства методами жидкостной диффузии, диффузии из газовой среды и новым для получения белков в космосе методом «направленной кристаллизации». Полученные в космосе кристаллы белков предполагается использовать для фундаментальных исследований, которые могут стать основой будущей разработки лекарственных препаратов методом так называемого «драг-дизайна», а также найти применение в интенсивно развивающейся биоэлектронике и молекулярной медицине.
Способ возвращения результатов космических экспериментов
Результаты КЭ возвращаются на Землю вместе с научной аппаратурой – это данные наблюдаемых процессов кристаллизации белков, а также информация о характеристиках процессов в запоминающем устройстве. В полёте на Землю передаётся краткая телеметрическая информация о состоянии работы научной аппаратуры.
Научная аппаратура БИОКОНТ-Б2 предназначена для исследования фототропических реакций побегов мха и ростовых паттернов гаметофитов мхов в условиях космического полёта - невесомости, проникающей космической радиации и искусственно создаваемой гипомагнитной обстановки. В ходе экспериментальной программы с использованием научной аппаратуры БИОКОНТ-Б2 будут исследоваться два вида мхов: Physcomitrellapatens и Ceratodonpurpurens. Будут проведены два космических эксперимента - «Грависенсор» и «Фитопротеомика».
КЭ «Грависенсор» посвящен исследованию фототропической реакции на освещение проростков мха белым, дальним красным, красным, синим светом по специальной циклограмме, при этом будет продолжено изучение особенностей реагирования растений на свет разной длины волны для выявления оптимальной чувствительности фототропической реакции.
Задачами проведения КЭ «Фитопротеомика» является продолжение исследований роста растений при отсутствии освещения в условиях микрогравитации, когда грави- и фоточувствительные рецепторы ростовых клеток не возбуждаются. В итоге проведения КЭ «Фитопротеомика» будут определены формы и величины прироста массы мха в зависимости от вида мха.
Постановщиками этих космических экспериментов являются специалисты ФГБУН ГНЦ РФ ИМБП РАН и МГУ совместно со специалистами ФГУП ЦНИИмаш.
Аппаратура представляет собой модернизированные биоконтейнеры НА БИОКОНТ-Б, которые успешно прошли лётные испытания в полёте КА «Бион-М» № 1.
Освещение растений ведётся светодиодами; при этом используются пять боковых базовых светодиодов и три верховых. Вид растений снимается пакетами кадров, включение которых регистрируется телеметрически.
Сигналы с камер записываются поочерёдно двумя видеорегистраторами.
Расшифровка механизма фототропических реакций растений позволит обеспечить оптимальные условия для выращивания растительной продукции в земных и космических оранжереях, а также целенаправленно проводить селекцию сельскохозяйственных культур. Уже полученные в космических экспериментах результаты свидетельствуют о важности данного направления исследований как для фундаментальной, так и практической биологии.
Способ возвращения результатов космических экспериментов
Результаты КЭ возвращаются на Землю вместе с научной аппаратурой – это данные видеонаблюдений за биообъектами, а также информация об их характеристиках в запоминающем устройстве. В полёте на Землю передаётся краткая телеметрическая информация о температуре внутри контейнеров и о состоянии функционирования научной аппаратуры.
Научная аппаратура ФЛЮОР-П предназначена для проведения исследований кинетики внутриклеточных параметров клеток человека и животных в условиях микрогравитации. Целевые задачи экспериментальной программы «Флуотрек» на основе этой аппаратуры: исследование динамики изменения состояния внутриклеточных систем при действии факторов космического полета; многопараметрический флуоресцентный анализ состояния иммунокомпетентных клеток in vitro в условиях микрогравитации. Постановщик шести планируемых экспериментов в рамках программы «Флуотрек» – ГНЦ РФ ИМБП РАН, эксперимент проводится с участием специалистов ЗАО «СКБ ЭО при ИМБП РАН». Актуальность этой космической экспериментальной программы обусловлена тем, что ранее проведённые космические эксперименты позволяли выполнить только послеполетный анализ возвращаемого биологического материала, не проводилась динамическая регистрация каких-либо клеточных параметров в течение длительного периода времени, при этом многие механизмы гравитационной чувствительности клеток остаются неясными. Исследование влияния микрогравитации на внутриклеточные параметры, отражающие интегральные характеристики функционального состояния клетки, такие как состояние митохондрий и система внутриклеточной рН-регуляции, а также анализ влияния температурного режима на динамику функционального состояния клеток при различных гравитационных нагрузках (этапы полета), позволяет приблизиться к более глубокому пониманию процессов, происходящих в клетках, экспонированных в условиях микрогравитации. В качестве объекта исследований в данном эксперименте используется суспензионная культура лимфоцитов человека, выделенных из периферической крови человека непосредственно перед проведением эксперимента.
Оценка влияния микрогравитации и других факторов космического полёта на состояние исследуемого биоматериала осуществляется с помощью метода флуоресцентных зондов. В эксперименте регистрируются интенсивность флуоресценции объектов и температура в измерительной камере. Научная аппаратура «ФЛЮОР-П» - это прецизионный малогабаритный, автономный, многоканальный флуориметр с программируемым алгоритмом работы, предназначенный для регистрации динамики дифференциального флуоресцентного сигнала нано- и микрообъектов органической и неорганической природы (суспензированные клеточные органелы, клетки человека и животных, одноклеточные водоросли, бактерии, флуоресцирующие коллоидные растворы различной природы) в малых объемах. Кроме этого, прибор позволяет регистрировать синхронно с основными измерениями температуру, а также данные о пространственном положении и об уровне остаточного ускорения как основные физические факторы, влияющие на анализируемый объект.
Прибор конструктивно выполнен в виде моноблока, имеющего в своем составе:
Основным элементом блока регистрации является измерительная ячейка. Измерительная ячейка имеет герметичное кюветное отделение, в котором размещается герметичная кювета с анализируемой суспензией микрообъектов. Измерительная ячейка обладает тремя оптическими каналами:
Электронная плата управления светодиодной матрицей, входящая в состав блока регистрации, обеспечивает управление источником возбуждающего излучения. Конструктивно плата размещается на корпусе измерительной ячейки. Регистрация сигнала, его усиление и измерение производится электронной платой фотодиода, которая также входит в состав блока измерения и размещается на корпусе измерительной ячейки. На этой же плате размещен датчик температуры, обеспечивающий измерение температуры.
Для экранирования электромагнитного излучения, возникающего при работе электроники блока регистрации, и для обеспечения защиты его электронных элементов от возможного случайного механического воздействия обслуживающего персонала во время подготовки прибора к эксплуатации, блок регистрации имеет жесткий тонкостенный цилиндрический корпус из алюминиевого сплава. Все блоки регистрации, входящие в состав прибора, распределены на две группы - по четыре блока в каждую группу. Каждая группа закреплена на внутренних поверхностях противоположных боковых стенок корпуса прибора, что обеспечивает симметричное расположение его центра массы. Плата микропроцессора прибора с разъемом для подключения контрольно-испытательной аппаратуры (КИА) предназначена для обеспечения:
Плата микропроцессора прибора имеет в своем составе датчик измерения величины и направления воздействия на прибор статического ускорения. Плата микропроцессора конструктивно расположена на внутренней поверхности основания корпуса прибора. Блок питания платы микропроцессора состоит из трех ячеек, в каждой из которых размещены два элемента питания LR6(AA) соединенных последовательно.
Научная аппаратура ФЛЮОР-П является автономным прибором, не имеющим электрических связей с системами КА. Прибор разработан для проведения продолжительных программируемых автономных экспериментов в условиях космического полета на автоматических КА. Программно-математическое обеспечение прибора позволит осуществить комплексные эксперименты с использованием культуры клеток в суспензии, а постоянная регистрация данных на встроенную флэш-карту даст возможность проанализировать динамику выбранных параметров.
Предполагается провести полномасштабный анализ динамики изменений важнейших внутриклеточных параметров (энергетическое состояние митохондрий и уровень внутриклеточного водородного показателя рН) при действии факторов космического полета и оценить возможный вклад температурных влияний на эффекты микрогравитации.
Полученные результаты позволят разработать дальнейшую методологию исследования состояния внутриклеточных систем в условиях микрогравитации, разработать скрининговую систему экспресс-тестов для оценки функционального состояния клеток на различных этапах космического полета, которая в первую очередь будет ориентирована для расширения экспериментальных возможностей космических медицины и биологии. Кроме того, данные эксперимента впервые позволят в условиях всех фаз космического полета проанализировать функциональное состояние клетки в динамике.
Способ возвращения результатов космических экспериментов
Результаты КЭ возвращаются на Землю вместе с научной аппаратурой (прибор является автономным).
Научная аппаратура МТЭ предназначена для проведения исследований процесса получения электричества с помощью микроорганизмов-электрогенов и для отработки этого процесса в условиях невесомости (два космических эксперимента в рамках экспериментальной программы «Биоэлектричество»).Эта экспериментальная программа продолжает и развивает проблематику одного из цитированных выше КЭ на основе научной аппаратуры БИОКОНТ-ФЭ. Постановщиком программы «Биоэлектричество» является ГНЦ РФ ИМБП РАН при участии ГНЦ РФ ФГУП Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов (ГосНИИгенетика) и специалистов ООО НПП «БиоТехСис». В ходе КЭ будут решаться следующие задачи:
По результатам наземных экспериментов, а также экспериментов на борту КА «Фотон-М» №3 и «Бион-М» №1 для использования в КЭ «Биоэлектричество» была отобрана наиболее активная бактерия Shewanella oneidensis, обеспечивающая наибольший ток в МТЭ. В ранее проведённых космических экспериментах было показано, что при продолжительности полета 30 суток выживаемость штамма этих бактерий в условиях космического полета выше, чем в лабораторных условиях на Земле. Перспектива использования бактерии Shewanella oneidensis в космических проектах связана с потенциальной возможностью создания систем пилотируемых космических кораблей, обеспечивающих утилизацию бытовых отходов и выработку дополнительной электроэнергии в систему электроснабжения корабля.
Объектами исследований в экспериментальной программе «Биоэлектричество» являются электроды (аноды и катоды) и катионообменные мембраны, образующие микробный топливный элемент, а также микробные ассоциации и чистые культуры микроорганизмов – электрогенов.
Конструктивно научная аппаратура МТЭ представляет собой две камеры — анодную и катодную, разделенные ионоселективной мембраной. Органическое вещество и бактерии находятся в анодной камере в анаэробных условиях. Катод находится в аэробных условиях. Мембрана пропускает протоны из анодной (анаэробной) камеры в катодную (аэробную) и препятствует попаданию кислорода в анодную камеру. Анод соединен с катодом электрической цепью с определенной резистивной нагрузкой. Электроны проходят к конечному акцептору — протонам в катодной камере – через анод и электрическую цепь, создавая, таким образом, электрический ток. В состав научной аппаратуры МТЭ входят две ячейки («МТЭ» №1, «МТЭ» №2), каждая из которых состоит из корпуса, разделенного протонопроводящей мембраной на две электродные камеры: анодную и катодную. Катодная камера, в свою очередь, разделена полимерной газопроницаемой мембраной на жидкостную и газовоздушную части для подвода кислорода из окружающего воздуха в католит. Каждая камера снабжена штуцерами и кранами для обеспечения снаряжения аппаратуры.
Межэлектродный потенциал и температура корпуса ячейки измеряется и записывается автономным регистратором. Выполнение экспериментов происходит автономно в автоматическом режиме в течение всего полёта КА «Фотон-М» №4 (включая пребывание в снаряженном состоянии на космодроме). Научная аппаратура является автономной и размещается внутри СА.
В результате космических экспериментов с электрогенными бактериями впервые будут исследованы в комплексе как интегральная реакция электрогенных бактерий на космический полёт, так и процессы получения микробиологического электричества в условиях этого полёта. В КЭ «Биоэлектричество» будут изучены электрокинетические явления «космического» микробиологического электричества. Полученные результаты должны помочь созданию возобновляемых источников энергии как в космосе, так и на Земле, могут привести к формированию новых методов решения ряда экологических проблем.
Способ возвращения результатов космических экспериментов
Результаты КЭ возвращаются на Землю вместе с научной аппаратурой (прибор является автономным).
Научная аппаратура ББ-1Ф (разработчик – ФГБУН ГНЦ РФ ИМБП РАН) предназначена для проведения биологических экспериментов по изучению влияния микрогравитации на живые системы различных уровней эволюционного развития. НА ББ-1Ф включает 4 блока ББ-1 и 6 блоков ББ-2. Объектами исследования в аппаратуре ББ-1Ф №1 и №2 являются беспозвоночные животные, в аппаратуре ББ-1Ф № 3 и № 4 - культуры клеток растительной ткани, микроорганизмы и насекомые.
Научная аппаратура ББ-1Ф является полностью автономной и размещается внутри спускаемого аппарата КА «Фотон-М» №4.
При помощи научной аппаратуры ББ-1Ф будут поставлены космические эксперименты:
В результате проведения этих космических экспериментов есть ожидания: во-первых, получить очень ценный материал для генетических исследований, которые должны послужить основанием для формирования дальнейшей программы освоения космоса с точки зрения пределов выживаемости современных форм жизни и рекомендаций в отношении отбора кандидатов на совершение долговременных космических полётов; во-вторых, получить новый импульс развитию интереса у школьников к изучению цикла биологических наук и к исследованиям космоса.
Научная аппаратура СИГМА (разработчик ФГБУН Институт проблем управления сложными системами РАН) предназначена для обеспечения проведения биологических и микробиологических исследований с колониями микроорганизмов, культурами клеток человека, животных и растений, а также семенами лекарственных растений.
Научная аппаратура СИГМА включает сборку из четырёх унифицированных модулей, в которых размещаются укладки миниконтейнеров с исследуемыми образцами биоматериалов, а также датчики температуры, система управления измерениями и регистрации данных.
В состав научной аппаратуры СИГМА входят три блока СИГМА-01, СИГМА-02, СИГМА-03, в которых установлены средства для проведения экспериментов (постановщик эксперимента – Самарский государственный медицинский университет), регистрирующая аппаратура (разработчик – ИПУСС РАН), автономные источники электропитания.
В каждый блок НА СИГМА входит три модуля, а именно:
Соответственно, блоки СИГМА-01 и СИГМА-02 предназначены для проведения космического эксперимента «Клетка» по исследованию морфофункционального состояния клеточных культур, а модули блока СИГМА-03 – для проведения КЭ «Флора-М», «Флора-БС», «Эндфлора» и «Почва», целью которых являются исследования стимулирующего эффекта факторов космического полета на семена и плоды высших растений и на образцы почвы.
Научная аппаратура СИГМА имеет в своем составе автономный источник питания, не использует телеметрические каналы КА «Фотон-М» № 4, а для регистрации параметров работы используется собственная энергонезависимая память.
Космический эксперимент «Клетка» направлен на исследование влияния условий космического полета на клетки тканей опорно-двигательной системы человека и животных (их морфофункциональное состояние, пролиферативную активность и дифференцировочный потенциал культур клеток – фибробластов и хондробластов). Постановщик этого космического эксперимента – Научно-исследовательский институт экспериментальной медицины и биотехнологий Самарского государственного медицинского университета Министерства здравоохранеиия России. Цель запланированных исследований состоит в том, чтобы выяснить влияние условий космического полета на генетический материал и возможности восстановления клеточных культур, что может найти применение в лечебных целях.
В качестве исследуемых биообъектов для проведения данного КЭ выбраны следующие виды культур клеток человека, кролика и крысы: а) фибробласты; б) хондробласты. Одной из трудно решаемых задач на борту автоматического КА является обеспечение смены культуральной среды в течение космического полета, если его продолжительность более 30 суток. В данном КЭ требуется обеспечить проведение исследований (в динамике) без смены культуральной среды. Результаты исследований позволят оценить морфофункциональные показатели культур клеток непосредственно во время космического полета, а также изучить их пролиферативный и дифференцировочный потенциал в послеполетном периоде.
В космическом эксперименте «Флора-М» будет изучено воздействия условий микрогравитации и других факторов космического полета на высшие растения, используемые в медицинской практике (на примере плодов расторопши пятнистой и семян мелиссы лекарственной). Постановщик эксперимента - кафедра фармакогнозии с ботаникой и основами фитотерапии Самарского государственного медицинского университета Министерства здравоохранения России. Задачами этого космического эксперимента является определение влияния условий космического полета на химический состав, физиологическое состояние, параметры всхожести и дальнейшего развития высших растений от стадии плодов и семян (на примере лекарственных растений - расторопши пятнистой и мелиссы лекарственной). В ходе эксперимента будет также проведена сравнительная оценка вклада в это влияние магнитного поля Земли (путём размещения образцов в гипомагнитном модуле). После полёта предполагается провести анализ всхожести семян/плодов изучаемых образцов и дальнейшего развития сформировавшихся растений на разных стадиях вегетации в нескольких поколениях. Ожидаемые результаты представляют интерес для фундаментальных биологических дисциплин и имеют прикладное значение для отечественной медицины, фармации и растительной биотехнологии.
В космическом эксперименте «Флора-БС» будет выполнена оценка влияния факторов космического полета на семена видов и сортов травянистых растений (будет решаться задача определения жизнеспособности семян, оценка влияния космоса на начальные этапы онтогенетического развития десяти видов дикорастущих травянистых растений, а также регистрация вызванного этим влиянием возможного генотоксического эффекта на семена сортов лука репчатого). Постановщиками эксперимента являются сотрудники кафедры экологии, ботаники и охраны природы Самарского государственного университета Министерства образования и науки РФ, а также Ботанического сада того же университета. Значимость вопроса обусловлена также накоплением экспериментальных данных о справедливости гипотезы панспермии в части переноса семян земных растений или возможного их длительного хранения в условиях космического полёта без существенных изменений их свойств (орбитальные «семенные банки»).
Подготовленные образцы семян дикорастущих видов растений и сортов лука репчатого будут распределены на три идентичные партии, которые в НА СИГМА будут размещены следующим образом:
После экспонирования в течение полёта КА семена, возвращенные на Землю, будут использованы для последующего завершения экспериментов.
Семена сортов лука репчатого по процедуре Allium-теста в стандартных лабораторных условиях будут пророщены, и растения будут сопоставлены с «контролем» – идентичными образцами семян, не экспонировавшимися на КА.
Семена дикорастущих видов будут высеяны на специально отведенных делянках в экспериментальном питомнике отдела флоры Ботанического сада Самарского государственного университета. Будет использован «контроль» – идентичные образцы семян, не экспонировавшиеся на КА. Будут изучены показатели полевой всхожести, динамика роста и особенности морфогенеза растений на начальной и последующих стадиях онтогенетического развития.
Космический эксперимент «Эндофлора» посвящён изучению эффектов воздействия факторов космического полета на биопрофили энтеробактерий и стафилококков – типичных представителей эндогенной микрофлоры человека. Постановщик космического эксперимента - кафедра общей и клинической микробиологии, иммунологии и аллергологии Самарского государственного медицинского университета Министерства здравоохранения России. Особое значение этому КЭ придаёт его направленность на оценку воздействия факторов космического полёта на комплекс биологических свойств (биопрофиль) потенциально патогенных бактерий, являющихся представителями эндогенной микрофлоры (эндофлора) человека, поскольку именно эти микроорганизмы выступают возбудителями ряда широко известных эндогенных инфекционно-воспалительных заболеваний – таких, как: инфекции мочевой системы (цистит, пиелонефрит), воспалительные заболевания желчевыводящих путей (холецистит, холангит), репродуктивного тракта (простатит, сальпингоофорит) и органов дыхания (бронхит, пневмония, тонзиллит), которые могут развиться у участников космического полета как во время, так и после его завершения. К приоритетным возбудителям указанных эндогенных бактериальных инфекций (ЭБИ) относятся энтеробактерии (в том числе Escherichia coli, клебсиеллы и др.) и стафилококки (в частности Staphylococcus aureus и коагулазоотрицательные стафилококки – КОС). Наиболее патогенетически значимыми биологическими свойствами бактерий, определяющими возможность развития ЭБИ, следует считать такие характеристики микроорганизмов, которые обеспечивают их выживание при контакте с эффекторами иммунитета организма человека, а именно: устойчивость к комплемент-опосредованному бактерицидному действию сыворотки крови (серорезистентность), устойчивость к катионным антимикробным белкам (КАМП) лейкоцитов и тромбоцитов (резистентность к лейко- и тромбодефенсинам), способность инактивировать лизоцим (антилизоцимная активность). Не менее значимыми являются свойства, связанные с вирулентностью бактерий (например, гемолитическая активность, как маркер цитотоксичности) и их способностью к длительной колонизации (в частности биопленкообразование). В терапевтическом отношении заслуживает внимания антибиотикорезистентность и фаголизабельность бактерий.
Учитывая, что указанные свойства имеют хромосомную и/или плазмидную генетическую детерминацию, нельзя исключить возможность влияния факторов космического полёта на биологические характеристики бактерий с разнонаправленной их регуляцией.
Планируется проведение следующих исследований:
Также планируется выполнение оценки влияния экстремальных факторов космического полета на чувствительность микроорганизмов к различным химическим и биологическим факторам:
Кроме того, планируется проведение сравнительного анализа функциональных и биологических свойств микроорганизмов после воздействия факторов космического полета и в группе «контроля».
Для проведения эксперимента планируется использовать следующий состав тест-культур микроорганизмов:
Исследуемые культуры будут располагаться в модулях научной аппаратуры СИГМА внутри спускаемого аппарата КА «Фотон-М» №4 в герметично закрытых пробирках Эппиндорф с плотной питательной средой (агар). Для проведения КЭ требуется поддержание температурного режима, а именно: 28ºС и 37ºС.
После исследований производится высев на питательные среды и после первого пассажа производятся исследования биологических свойств.
Ожидается, что будут получены новые данные о воздействии факторов космического полета на биопрофили типичных представителей эндогенной микрофлоры человека, объясняющих их роль в возникновении эндогенных бактериальных инфекций у участников космического полета в течение полета или после его завершения.
Космический эксперимент «Почва» будет решать задачи исследования влияния условий космического полета и гипомагнитного фактора на биохимические и микробио-логические показатели почвенного плодородия. Постановщик космического эксперимента - кафедра биологической химии Самарского государственного университета Минобрнауки РФ. Задачи, решаемые в ходе эксперимента:
В связи с постановкой задачи освоения дальнего космоса проблема изучения влияния условий космического полета и гипомагнитного фактора на биохимические и микробиологические показатели почвенного плодородия в условиях искусственной биосферы является актуальной.