Направление 4. Космическая биология и биотехнология

Цель

Целями исследований данного направления являются изучение особенностей жизнедеятельности живых организмов (животные, растения, микроорганизмы, клетки) в условиях космического полета, изучение процессов биодеструкции и биодеградации конструкционных материалов станции, особенностей регенерации органов и тканей, межклеточных взаимодействий, экспериментальная отработка базовых технологий получения перспективных биотехнологических продуктов, а также приобретение новых знаний по фундаментальным проблемам наук о жизни.

Основные положения

Одной из важных проблем космической биологии является разработка принципов, методов и средств обеспечения нормальной жизнедеятельности человека при полетах в дальний космос. В этой связи безусловный интерес представляют исследования процессов онтогенетического развития и органо- и онтогенеза у высших гетеротрофных организмов (птицы, рыбы, растения и т.п.) в условиях длительного космического полета для решения фундаментальных проблем общей биологии, биологии развития и гравитационной биологии и практических задач, связанных с созданием перспективных систем жизнеобеспечения экипажей на основе биологического круговорота веществ, в частности, космических оранжерей, с целью пополнения рациона питания космонавтов свежей растительной пищей и частичной регенерации атмосферы. Возрастание продолжительности пилотируемых полетов, увеличение объема работ, усложнение операторских задач повышают риск несчастного случая и получения различного рода травм, требующих хирургического вмешательства у членов экипажа. В связи с этим изучение процессов регенерации поврежденных органов и тканей у животных будет представлять практический интерес для медицинского обеспечения космических полетов.

В целом исследования в области космической биологии направлены на отработку технологий для создания комплексных биолого-технических систем жизнеобеспечения экипажей, совершенствование методов и средств защиты оборудования космических аппаратов от биоповреждений, уточнение санитарно-гигиенических нормативов и др. и имеют важное значение как для медико-биологического обеспечения пилотируемых комических миссий, так и для решения общебиологических проблем влияния факторов космического полета на организм и его системы.

Исследования по космической биотехнологии предусматривают изучение влияния факторов космического полета на биообъекты, экспрессию ими биологически активных веществ, особенностей протекания биотехнологических процессов в условиях микрогравитации, получение высокопродуктивных штаммов, рентгеноструктурный анализ кристаллов белков и т.п. В перспективе результаты этих исследований будут положены в основу создания на космических комплексах производств для получения высокоочищенных и высокоэффективных биопрепаратов, в том числе препаратов профилактического и лекарственного назначения.

Анализ результатов, полученных в области космической биотехнологии при реализации предыдущих проектов, позволил определить следующие перспективные задачи для проведения работ на МКС:

-получение кристаллов белков, пригодных для рентгеноструктурного анализа и последующего создания лекарственных препаратов нового поколения;

-наработка ценных уникальных особо чистых биопрепаратов;

-культивирование клеточных культур и получение биообъектов с нужными свойствами для использования их в интересах медицины и ветеринарии;

-исследование биотехнологических процессов производства медицинской и биотехнологической продукции с целью разработки базовых технологий получения биопродукции в условиях орбитального полета, а также совершенствования соответствующих наземных производств;

Основной базой для проведения исследований по космической биотехнологии являются обитаемые космические станции.

Конечной целью исследований по космической биотехнологии является создание на орбитальных космических комплексах производств для получения высокоочищенных и высокоэффективных биопрепаратов. Пока это отдаленная перспектива, так как к настоящему времени наука не располагает необходимым набором знаний и комплексом технологического оборудования, приспособленного функционировать в условиях микрогравитации.

Статистика по состоянию КЭ