Concepção artística da cápsula Orion em órbita lunar.O BioExperiment 01 (BioExpt-01) será pioneiro em investigações biológicas além da órbita baixa da Terra e terá quatro investigações dentro da cápsula Orion na missão Artemis I orbitando a Lua e retornando à Terra.A pesquisa analisará os efeitos do espaço profundo no valor nutricional de sementes de plantas, reparo de DNA de fungos, adaptação de leveduras e expressão de genes de algas.O tema comum dessas investigações é estudar os efeitos biológicos do espaço profundo, incluindo níveis elevados de radiação ionizante, que é mais forte fora da órbita baixa da Terra.Quando você vir a Lua no céu noturno, imagine um futuro onde os humanos possam viver e trabalhar na superfície lunar.Alguns desses trabalhos incluem pesquisas valiosas, pois a Lua oferece dois ambientes importantes para a ciência e aos quais atualmente não temos acesso a partir do solo: a gravidade da Lua é apenas um sexto da da Terra e tem uma atmosfera muito fina que está exposta a uma radiação mais intensa do que a existente na Terra.Além disso, estabelecer uma presença sustentável na superfície lunar é um passo essencial na preparação para missões a Marte.No entanto, antes disso, para ir mais longe e ficar mais tempo no espaço, incluindo Marte, devemos investigar como os fenômenos biológicos e físicos se comportam no ambiente único da Lua.A fim de pavimentar o caminho para a exploração humana da Lua, Marte e além, as missões Artemis da NASA são concebidas como uma série de missões cada vez mais complexas.O primeiro, Artemis I, será um voo de teste não tripulado do Sistema de Lançamento Espacial (SLS) e da espaçonave Orion ao redor da Lua.Os principais objetivos deste voo de teste são demonstrar os sistemas da Orion e, assim, garantir uma viagem segura à Lua e de volta à Terra para o primeiro voo tripulado a bordo do Artemis II.Embora não seja tripulado, o compartimento da tripulação do Artemis I terá pequenas formas de vida biológica a bordo, juntamente com outras cargas científicas.Alguns desses pequenos viajantes a bordo do Orion compõem a missão Biological and Physical Sciences Biological Experiment 01 (BioExpt-01) da NASA, que servirá como pioneira para investigações biológicas além da órbita baixa da Terra.O BioExpt-01 inclui quatro investigações que avaliarão os efeitos do ambiente do espaço profundo no valor nutricional de sementes de plantas, reparo de DNA em fungos, adaptação de leveduras e expressão gênica em algas.Ao enviar essas investigações através de dois anéis gigantes de radiação ao redor da Terra - chamados de cinturões de Van Allen - para regiões além da órbita baixa da Terra, os pesquisadores obterão uma compreensão nunca antes vista de níveis elevados de radiação. formulários.Esse conhecimento nos ajudará a entender como as formas de vida biológica podem prosperar melhor no espaço profundo e apoiar futuras missões tripuladas à Lua e a Marte.Enviar humanos de volta à Lua e depois a Marte requer a busca de respostas para questões fundamentais.Desde que a humanidade pisou pela última vez na superfície lunar em 19 de dezembro de 1972, os cientistas se perguntam qual o impacto do espaço profundo no corpo humano e em outras formas de vida, como plantas, que sustentarão os humanos durante missões espaciais de longa duração.Quatro estudos no BioExpt-01 usando organismos modelo e sementes de plantas visam ajudar a responder a perguntas cruciais que são essenciais para garantir a saúde da tripulação em futuras missões de longa duração:A pesquisa em genômica de radiação no espaço profundo será pioneira em descobertas científicas ao correlacionar quais genes dão às células uma maior chance de sobrevivência, bem como entender os tipos e doses de radiação que elas experimentam além da magnetosfera protetora da Terra."Estamos usando células de levedura nesta pesquisa porque elas têm muito em comum com nossas próprias células humanas", explica Luis Zea, pesquisador principal da Universidade do Colorado em Boulder, Colorado.“Em vez de enviar um número limitado de humanos em uma espaçonave, podemos enviar milhões de células de levedura em uma pequena bolsa e estudar os efeitos do espaço profundo nessas células, o que seria muito semelhante ao que aconteceria dentro de nossas próprias células. as mesmas condições.Para se preparar para este voo, Zea e sua equipe tiveram que desenvolver um novo tipo de hardware que permite aos cientistas fazer suas pesquisas no espaço sem a presença de viajantes humanos dentro da espaçonave.“Com Artemis I, precisamos ter a capacidade de iniciar o experimento em um momento específico durante o voo”, disse Zea.“Então, na BioServe, desenvolvemos um novo hardware chamado PLASM, que é a abreviação de Peristaltic Laboratory for Multi-Generation Automated Scientific Research, que será capaz de detectar onde você está em relação à Terra e à Lua.Essa equipe mecânica começará o experimento de forma autônoma assim que passar pelo último cinturão de Van Allen em um ambiente de alta radiação para estudar como a radiação do espaço profundo afeta o DNA e como o DNA é reparado por essas células”.É essencial entender os danos que a radiação do espaço profundo causa ao DNA e quais mecanismos de reparo do DNA são mais eficientes nessas condições.Esse conhecimento servirá como referência para estudos futuros sobre como os pesquisadores podem apoiar mecanismos confiáveis ​​de reparo de DNA para astronautas que viajam para o espaço profundo.Viajar para o espaço profundo e voltar requer uma grande quantidade de combustível, oxigênio e nutrição.Por si só, é difícil obter espaço disponível a bordo, o que levanta a questão: o que é portátil e pode satisfazer as três necessidades?A investigação do Fuel for Mars procurará identificar genes e vias metabólicas na alga verde unicelular Chlamydomonas reinhardtii que parecem ter maiores vantagens de sobrevivência quando expostas aos efeitos combinados da radiação espacial e da gravidade alterada.Essas vantagens podem ser incorporadas às cepas-mãe em estudos futuros para otimizar a geração de hidrogênio e outros combustíveis no espaço."Acontece que as algas são uma fonte maravilhosa de hidrogênio, que é um gás, mas pode ser usado como combustível", disse Holly Birdsall, investigadora principal do Fuel for Mars no Baylor College of Medicine em Houston, Texas.“As algas também são comestíveis e podem ser usadas para produzir vitaminas ou óleos que os humanos precisam para a nutrição.E não poderia ser mais simples de crescer: as algas precisam de água e luz, e pronto.Eles são um ótimo companheiro de viagem que pode responder a muitas de nossas necessidades.”Esta pesquisa é liderada por Birdsall e Timothy Hammond, pesquisador principal da Duke University School of Medicine em Durham, Carolina do Norte.Juntos, eles esperam obter uma compreensão mais profunda de como as células interagem com a radiação e a melhor forma de otimizar as plantas no espaço."Os genes individuais em Chlamydomonas foram eliminados ajudando a elucidar o papel de importantes genes de plantas no ambiente único do espaço profundo", diz Hammond.“Por causa disso, podemos determinar quais genes determinam a sobrevivência, tornando as algas verdes a chave para estudar as células e suas reações em todo o mundo das plantas”.A pesquisa sobre os papéis da melanina e do reparo do DNA na adaptação e sobrevivência de fungos no espaço profundo ajudará os pesquisadores a entender como as células se adaptam a altos níveis de radiação cósmica durante as viagens espaciais, concentrando-se nas qualidades protetoras naturais dos fungos, como reparo de DNA e síntese de melanina .Zheng Wang, investigador principal do Laboratório de Pesquisa Naval em Washington, DC, espera que esta pesquisa ajude os cientistas a identificar novas maneiras de prevenir danos causados ​​pela radiação a humanos e equipamentos mecânicos no espaço.“Os fungos são um dos primeiros organismos a prosperar em ambientes na Terra que experimentam atividade nuclear, então há muito interesse em como os fungos são capazes de tornar um ambiente mais habitável não apenas no espaço terrestre, mas também no espaço.” Deep space ”, de acordo com Wang. “Os astronautas terão que superar os níveis mais altos de radiação durante as viagens espaciais, e uma solução possível é usar produtos fúngicos para protegê-los”.Os diferentes tipos de fungos que Wang e sua equipe estão estudando representam diferentes características que ajudam os fungos a se adaptarem a condições semelhantes.O primeiro tipo é uma cepa saudável de um tipo selvagem de fungo – o que significa que ocorre normalmente.A segunda e a terceira cepas são mutantes incapazes de realizar o reparo do DNA, o que é importante investigar, pois o DNA carrega as instruções de como um corpo deve funcionar.A quarta cepa mutante não pode produzir melanina, que é um pigmento que ocorre no cabelo, pele e íris do olho em humanos e animais e ajuda a bloquear os raios UV prejudiciais.Wang e sua equipe compararão a sobrevivência dessas cepas para entender a importância do reparo do DNA e da melanina para prosperar no espaço profundo.Seus resultados ajudarão a projetar tratamentos para proteger os astronautas de altos níveis de radiação durante a exploração do espaço profundo e ajudar a estabelecer uma presença sustentável no espaço, na Lua ou em Marte.A investigação Vida além da Terra: Efeito do voo espacial em sementes com valor nutricional aprimorado estudará o impacto do voo espacial além do cinturão de radiação de Van Allen nos aminoácidos (os blocos de construção das proteínas) em sementes de Arabidopsis thaliana.Sendo o principal componente da pele, músculos, órgãos, ossos e unhas, as proteínas constituem uma parte importante do corpo humano e estão presentes em todas as células.Essas proteínas são formadas por aminoácidos, que são essenciais na dieta dos seres humanos.Quando plantas e astronautas viajam para o espaço, eles são submetidos a vários estressores.Verificou-se que as plantas perdem nutrientes, incluindo aminoácidos, em microgravidade.Para viajar longas distâncias, como até Marte, as plantas precisam produzir mais nutrientes em um espaço confinado com recursos limitados."Nossa tecnologia equipa as plantas com um maior teor de aminoácidos que são essenciais para a dieta humana", disse Federica Brandizzi, investigadora principal deste projeto na Michigan State University School of Natural Sciences, em East Lansing, Michigan.“Estamos tentando ver como podemos melhorar a produtividade da planta usando plantas que modificamos para ter mais recursos para permitir que elas suportem viagens espaciais.”Brandizzi e sua equipe enviarão sementes de uma planta modelo chamada Arabidopsis thaliana, que foi geneticamente modificada para produzir altos níveis de aminoácidos essenciais específicos.Os cientistas vão estudar como o espaço profundo afeta os níveis de aminoácidos dentro dessas sementes geneticamente modificadas e ver se elas conferem uma vantagem competitiva para a germinação e produzem plantas mais fortes.Saiba mais sobre Artemis I:https://www.nasa.gov/artemis-1Sobre as missões de Ciências Físicas e de Vida da NASAA Divisão de Ciências Biológicas e Físicas da NASA é pioneira na descoberta científica e permite a exploração usando ambientes espaciais para realizar pesquisas na Terra e no espaço.O estudo de fenômenos biológicos e físicos sob condições extremas permite aos pesquisadores avançar no conhecimento científico fundamental necessário para ir mais longe e permanecer mais tempo no espaço, beneficiando a vida na Terra.Leia esta história em espanhol aqui.OFICIAL DA NASA DR.MAMTA PATEL NAGARAJA