Мутагенез

В космическом эксперименте «Мутагенез» предусматривается использование до 4 линий Drosophila melanogaster и до 10 линий нематоды Caenorhabditis elegans.

На МКС контейнеры с выборками дрозофил и нематод будут размещаться в термостатируемом модуле при температуре 22оС или 25оС. 2 - 4 линии дрозофилы и столько же линий нематоды, помимо выращивания в стационарных условиях, будут также помещены в центрифугу, в которой будет имитирована земная сила тяжести. Параллельно с летным экспериментом проводятся наземные синхронные исследования. После возвращения космического аппарата на Землю у биообъектов будут определены показатели мутагенеза и профиль транскрибируемых генов. Функциональные тестирования послеполетных выборок дрозофил будут проведены для оценки воздействия на мушек экологических факторов полета.

Эксперимент планируется проводить на биологических объектах плодовой мушке Drosophila melanogaster и нематоде Caenorhabditis elegans в 2 этапа.

На этапе 1 предусматривается культивирование биообъектов в условиях микрогравитации, на этапе 2 – дополнительно в центрифуге при воздействии ускорения 1G.

1. Задачи, решаемые в процессе проведения первого этапа КЭ

1.1 Культивирование линий плодовой мушки Drosophila melanogaster и нематод Caenorhabditis elegans в условиях космического полета.

1.2 Определение частоты мутаций у дрозофил и нематод после космического полета и в наземном синхронном эксперименте.

1.3 Исследование биологических показателей у D. melanogaster после пребывания в космическом полете.

1.4 Анализ генотипов линий дрозофилы и нематоды, выявление генетических признаков, связанных с устойчивостью к генотоксическому воздействию космического полета.

На втором этапе КЭ дополнительно к задачам этапа 1 добавляется задача по определению показателей мутагенеза у биообъектов, находившихся в летном эксперименте в центрифуге при воздействии ускорения 1G, и в наземном синхронном эксперименте.

Задачи и требования к научной аппаратуре для второго этапа исследований уточняются после начала реализации первого этапа КЭ с выпуском Дополнения к ТЗ на КЭ.

2 Определяемые показатели:

2.1 Частота мутаций в выборках дрозофил и нематод после космического полета у биообъектов, находившихся в летном эксперименте в центрифуге при воздействии ускорения 1G, и в наземном синхронном эксперименте.

2.2 Показатели мутагенеза.

2.3 Биологические показатели у D. melanogaster после пребывания в космическом полете.

4 Генотипы линий дрозофилы и нематод.

5 В результате исследований предполагается выявить генетические признаки, связанные с устойчивостью к генотоксическому воздействию космического полета.

3 Требования к КЭ в отношении объектов исследований Объекты исследования: линии/популяции D. melanogaster и C. elegans.

4 Объем исследований

4.1 Количество сеансов: общее количество сеансов – 20, из них на этапе 1 - 10.

4.2 Длительность сеансов: от 4 до 90 суток.

4.3 При выполнении эксперимента в полете занят 1 член экипажа (российский космонавт). Помощи при проведении эксперимента не требуется.

5 Методы регистрации информации

На этапе доставки биообъектов на МКС и возврата на Землю в транспортировочной укладке «Дрон-1» предусмотрена регистрация температуры с помощью автономных регистраторов с периодичностью 5-10 мин. Возврат регистраторов на Землю для съема накопленных данных осуществляется в составе укладки «Дрон-1» .

При нахождении биообъектов на борту МКС в аппаратуре проводится автоматическая видеорегистрация контейнеров с биообъектами (в формате HD) ежедневно по 1 сеансу продолжительностью 10 мин., с записью видеоинформации на сменную карту памяти.

Аппаратурным оснащением КЭ также должна быть обеспечена регистрация температуры, влажности с периодичностью 5-10 мин. с записью на носитель информации.

Возврат карт памяти (носителей информации) на Землю осуществляется на ТПК «Союз» в укладке «Дрозофила-данные».

6. Критерии выполнения КЭ на борту РС МКС:

6.1 Количественный критерий выполнения КЭ: общее количество сеансов эксперимента длительностью от 4 до 90 суток не менее 20, из них на этапе 1 - 10.

6.2 Качественные критерии выполнения КЭ:

- получение экспериментальных данных, подлежащих обработке;

- соответствие температурных режимов (температурных диапазонов) экспозиции биообъектов на всех этапах КЭ согласно ТЗ на КЭ;

- сохранность возвращаемой НА и биоматериала, содержащегося в НА;

- выполнение циклограммы КЭ.

За оценку качественного критерия отвечает постановщик эксперимента ГНЦ РФ – ИМБП РАН.