माउस शुक्राणु अंतरिक्ष में चला गया और स्वस्थ चूहे का उत्पादन किया

मंगल पर प्रस्तावित अभियानों और आने वाले दशकों में चंद्रमा पर चौकी स्थापित करने की योजना के साथ, अंतरिक्ष में या अन्य ग्रहों पर मानव शरीर पर क्या प्रभाव पड़ सकता है, इस बारे में कई सवाल हैं। हमारी मांसपेशियों, हड्डियों और अंगों पर विकिरण और लोअर-जी के प्रभाव से संबंधित सवालों की सामान्य सीमा से परे, यह भी सवाल है कि अंतरिक्ष यात्रा हमारी प्रजनन की क्षमता को कैसे प्रभावित कर सकती है।

इस सप्ताह के शुरू में - सोमवार, 22 मई को - जापानी शोधकर्ताओं की एक टीम ने निष्कर्ष की घोषणा की जो इस सवाल पर प्रकाश डाल सकती है। फ्रीज-सूखे माउस शुक्राणु के एक नमूने का उपयोग करके, टीम स्वस्थ बच्चे के चूहों की एक कूड़े का उत्पादन करने में सक्षम थी। एक प्रजनन अध्ययन के हिस्से के रूप में, माउस शुक्राणु ने अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन (2013 से 2014 के बीच) में नौ महीने बिताए थे। अब असली सवाल यह है कि क्या मानव शिशुओं के लिए भी ऐसा ही किया जा सकता है?

अध्ययन का नेतृत्व यमनाशी विश्वविद्यालय के उन्नत जैव प्रौद्योगिकी केंद्र के एक छात्र शोधकर्ता ने किया। जैसा कि वह और उनके सहयोगियों ने अपने अध्ययन में बताया है - जिसे हाल ही में प्रकाशित किया गया था राष्ट्रीय विज्ञान - अकादमी की कार्यवाही - अगर मानवता कभी अंतरिक्ष में लंबे समय तक रहने का इरादा रखती है तो सहायक प्रजनन तकनीक की जरूरत होगी।

जैसे, अंतरिक्ष में रहने वाले मानव प्रजनन पर पड़ने वाले प्रभाव को संबोधित करने वाले अध्ययनों की सबसे पहले जरूरत है। इन प्रभावों को संबोधित करने की आवश्यकता है माइक्रोग्रैविटी (या निम्न-गुरुत्वाकर्षण) प्रजनन क्षमता, गर्भ धारण करने की मानवीय क्षमता और बच्चों के विकास पर हो सकती है। और इससे भी महत्वपूर्ण बात, उन्हें अंतरिक्ष में समय बिताने के सबसे बड़े खतरों में से एक से निपटने की आवश्यकता है - जो कि सौर और ब्रह्मांड विकिरण द्वारा उत्पन्न खतरा है।

निष्पक्ष होने के लिए, अंतरिक्ष विकिरण के प्रभावों को महसूस करने के लिए दूर नहीं जाना चाहिए। आईएसएस नियमित रूप से पृथ्वी की सतह से 100 गुना अधिक विकिरण प्राप्त करता है, जिसके परिणामस्वरूप पर्याप्त सुरक्षा उपाय न होने पर आनुवांशिक क्षति हो सकती है। अन्य सौर निकायों पर - जैसे मंगल और चंद्रमा, जिसमें एक सुरक्षात्मक मैग्नेटोस्फीयर नहीं है - स्थिति समान है।

और जबकि वयस्कों पर विकिरण के प्रभावों का बड़े पैमाने पर अध्ययन किया गया है, हमारी संतानों को होने वाले संभावित नुकसान नहीं हुए हैं। सौर और ब्रह्मांडीय विकिरण हमारे प्रजनन की क्षमता को कैसे प्रभावित कर सकते हैं, और जब वे गर्भ में होते हैं और एक बार जन्म लेते हैं, तो यह विकिरण बच्चों को कैसे प्रभावित कर सकता है? इन सवालों के समाधान में पहला कदम उठाने की उम्मीद करते हुए, वाकायामा और उनके सहयोगियों ने चूहों के शुक्राणुजोज़ा का चयन किया।

उन्होंने विशेष रूप से चूहों को चुना क्योंकि वे एक स्तनधारी प्रजाति हैं जो यौन रूप से प्रजनन करते हैं। जैसा कि सयाका वाकायामा ने ईमेल के माध्यम से अंतरिक्ष पत्रिका को समझाया:

“अब तक, अंतरिक्ष में प्रजनन के लिए केवल मछली या सैलामैंडर की जांच की गई थी। हालांकि, स्तनधारी प्रजातियां उन प्रजातियों की तुलना में बहुत अलग हैं, जैसे कि एक माँ से पैदा होना (जीवंतता)। स्तनधारी प्रजनन संभव है या नहीं यह जानने के लिए, हमें प्रयोगों के लिए स्तनधारी प्रजातियों का उपयोग करना चाहिए। हालांकि, स्तनधारी प्रजातियां जैसे कि चूहे या चूहे ISS पर सवार अंतरिक्ष यात्रियों द्वारा देखभाल के लिए बहुत संवेदनशील और कठिन हैं, खासकर प्रजनन अध्ययन के लिए। इसलिए, हमने [अब तक इन अध्ययनों का संचालन नहीं किया है]। हम भ्रूण के विकास के लिए माइक्रोग्रैविटी के प्रभाव जैसे अधिक प्रयोग करने की योजना बना रहे हैं। ”

नमूने आईएसएस पर नौ महीने बिताए, उस समय के दौरान उन्हें -95 डिग्री सेल्सियस (-139 डिग्री फ़ारेनहाइट) के निरंतर तापमान पर रखा गया था। लॉन्च और रिकवरी के दौरान, हालांकि, वे कमरे के तापमान पर थे। पुनर्प्राप्ति के बाद, वाकायामा और उनकी टीम ने पाया कि नमूनों को कुछ मामूली क्षति हुई थी,।

वाकायामा ने कहा, "अंतरिक्ष में संरक्षित शुक्राणु को अंतरिक्ष विकिरण से केवल 9 महीने बाद भी डीएनए की क्षति हुई थी।" “हालांकि, यह क्षति मजबूत नहीं थी और oocytes की क्षमता द्वारा निषेचित होने पर इसकी मरम्मत की जा सकती थी। इसलिए, हम सामान्य, स्वस्थ संतान प्राप्त कर सकते हैं। इससे मुझे पता चलता है कि शुक्राणुओं को अधिक समय तक संरक्षित रखने पर हमें प्रभाव की जांच करनी चाहिए। ”

पुन: प्रयोज्य होने के अलावा, शुक्राणु के नमूने अभी भी माउस भ्रूण को निषेचित करने में सक्षम थे (एक बार जब वे पृथ्वी पर वापस लाए गए थे) और माउस संतान पैदा करते हैं, जो सभी परिपक्वता की ओर बढ़े और सामान्य प्रजनन स्तर दिखाए। उन्होंने यह भी नोट किया कि निषेचन और जन्म दर नियंत्रण समूहों के समान थे, और परीक्षण शुक्राणु का उपयोग करके उन और माउस के बीच केवल मामूली जीनोमिक अंतर मौजूद थे।

इस सब से, उन्होंने प्रदर्शित किया कि अंतरिक्ष विकिरण के संपर्क में आने से डीएनए को नुकसान हो सकता है, इसे व्यवहार्य संतानों के उत्पादन को प्रभावित करने की आवश्यकता नहीं है (कम से कम नौ महीने की अवधि में)। इसके अलावा, परिणाम संकेत देते हैं कि मानव और घरेलू जानवरों को अंतरिक्ष-संरक्षित शुक्राणुजोज़ा से उत्पन्न किया जा सकता है, जो अंतरिक्ष और अन्य ग्रहों के उपनिवेशण के लिए उपयोगी हो सकता है।

जैसा कि वाकायामा ने कहा, यह शोध पृथ्वी पर पहले से ही स्थापित निषेचन प्रथाओं का निर्माण करता है, और यह प्रदर्शित करता है कि ये समान व्यवहार अंतरिक्ष में हो सकते हैं:

“हमारा मुख्य विषय घरेलू पशु प्रजनन है। जमीन पर वर्तमान स्थिति में, कई जानवरों को शुक्राणुजोज़ा से संरक्षित किया जाता है। विशेष रूप से जापान में, आर्थिक और प्रजनन कारणों से संरक्षित शुक्राणु से 100% दुधारू गायों का जन्म हुआ। कभी-कभी, शुक्राणु जो 10 से अधिक वर्षों तक संग्रहीत किए जाते थे, गायों का उत्पादन करने के लिए उपयोग किया जाता था। यदि मनुष्य कई वर्षों तक अंतरिक्ष में रहते हैं, तो, हमारे परिणामों से पता चला है कि हम अंतरिक्ष में गोमांस खा सकते हैं। उस उद्देश्य के लिए, हमने यह अध्ययन किया। मनुष्यों के लिए, हमारी खोज शायद बांझ दंपतियों की मदद करेगी। ”

यह शोध अतिरिक्त परीक्षणों के लिए भी मार्ग प्रशस्त करता है जो ओवा और महिला प्रजनन प्रणाली पर अंतरिक्ष विकिरण के प्रभावों को मापने के लिए चाहते हैं। न केवल ये परीक्षण हमें इस बारे में बहुत कुछ बता सकते हैं कि अंतरिक्ष में समय महिला प्रजनन क्षमता को कैसे प्रभावित कर सकता है, यह अंतरिक्ष यात्रियों की सुरक्षा के लिए गंभीर प्रभाव भी हो सकता है। कैलिफ़ोर्निया विश्वविद्यालय में मेडिसिन के प्रोफेसर और कागज पर सह-लेखकों में से एक के रूप में यूलिय लुदर, एएफपी को एक बयान में कहा गया है:

हालांकि, इन प्रकार के परीक्षणों के साथ एक सुस्त मुद्दा माइक्रोग्रैविटी और विकिरण के प्रभावों के बीच अंतर करने में सक्षम हो रहा है। अतीत में, अनुसंधान आयोजित किया गया है जिसमें दिखाया गया है कि नकली माइक्रोग्रैविटी के संपर्क में आने से डीएनए की मरम्मत की क्षमता कम हो सकती है और मनुष्यों में डीएनए की क्षति को प्रेरित किया जा सकता है। अन्य अध्ययनों ने दोनों के बीच परस्पर संबंध का मुद्दा उठाया है, और प्रत्येक के सटीक प्रभाव को संबोधित करने के लिए आगे के प्रयोगों की आवश्यकता है।

भविष्य में, शुक्राणुजोज़ा और ओवा के नमूनों को एक ऐसे टोरस में रखकर दोनों के बीच अंतर करना संभव हो सकता है जो पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण का अनुकरण करने में सक्षम है (1) जी)। इसी तरह, कम या सूक्ष्म सूक्ष्म गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव को अलग करने के लिए परिरक्षित मॉड्यूल का उपयोग किया जा सकता है। इसके अलावा, वहाँ संभावना अनिश्चितता होगी जब तक कि बच्चे वास्तव में अंतरिक्ष में पैदा नहीं होते हैं, या चंद्र या मार्टियन वातावरण में होते हैं।

और निश्चित रूप से, मानव विकास पर कम गुरुत्वाकर्षण और विकिरण के लंबे समय तक प्रभाव देखा जा सकता है। सभी संभावना में, यह आने वाली पीढ़ियों के लिए स्पष्ट नहीं हो जाता है, और पृथ्वी से दूर पैदा हुए बच्चों के बहु-जेनेरिक अध्ययन की आवश्यकता होगी, यह देखने के लिए कि वे और उनके संतान कैसे भिन्न हैं।