NASA科学ミッション本部

admin

研究内容

細胞は様々なメカニズムで環境の変化に対応する。 そのようなメカニズムの一例として、特定の遺伝子の発現を変化させることが必要なストレス反応の引き金があります。 遺伝子は、細胞のDNAの特定の領域に結合し、DNAの配列をRNAに転写する転写因子として知られる細胞分子によって活性化および／または不活性化されることができる。 また、細胞は環境刺激に対して、生産するタンパク質の種類や量を増減させたり、代謝速度を上げたり下げたりすることで反応することもあります。 このような細胞の反応は、通常、単独で起こるのではなく、培養して育てた微生物や根の先の植物細胞など、近隣の細胞の反応に影響されることが多い。 このため、培養物内や複雑な組織内で細胞がどのように互いにコミュニケーションをとっているかを理解することは、細胞および分子生物学研究の重要な側面となっています。

40年以上にわたって、細胞や細胞系が宇宙飛行の環境にどう反応するかを理解するための調査が行われてきました。 これらの初期の研究のほとんどは、多細胞生物の細胞レベルで起こる機能的、形態的変化の特徴づけに集中していた。 しかし、現代の分子生物学ツールの発達により、その根底にある分子メカニズム、すなわち、微小重力の存在下で細胞がどのように互いにシグナルを送り合うのか、また、細胞の変化が宇宙飛行環境に対する適応をどのように助けるのかについて、より深く理解することができるようになったのです。 細胞生物学と分子生物学の研究を組み合わせることで、宇宙飛行の生物学的影響に関して、微生物、植物、動物の生物学にまたがる豊富な情報を提供してきました。 細胞内に存在する分子の数、種類、さらには構造の変化は、宇宙飛行への曝露を含む外部刺激に対する生物全体の反応に大きく影響する可能性があります。 したがって、宇宙生物学は、このような分子の変化を特定し、その特徴を明らかにする研究に資金を提供し、実施する。 これには、宇宙飛行がさまざまな種類の細胞や組織におけるRNA、タンパク質、代謝産物のレベルでの遺伝子発現をどのように変化させるか、また、これらの変化が生物全体の健康にどのように影響するかを明らかにするために設計された研究が含まれます。 また、DNAの機能、構造、損傷、修復が宇宙飛行によってどのような影響を受けるか、宇宙飛行への曝露が次世代の生物に受け継がれるDNAの永久的な変化をもたらすかどうかを特徴付ける調査も含まれています。 宇宙飛行は細胞間のコミュニケーションに影響を与えるか」

スペースバイオロジーは、細胞間の接触、細胞間のシグナル伝達経路、細胞輸送を含む細胞の相互作用を特徴付けるために、2次元および3次元培養の両方で細胞を研究する研究に資金を提供しています。 これらの研究から得られた知見は、組織全体や臓器の研究につながり、さらに組織間や臓器間の相互作用が研究されるようになる。 この研究によって発見されたことは、生物全体の生物学的状態の把握に役立ち、生理的反応、順応、機能障害に影響を及ぼす宇宙環境の影響の理解につながる可能性を秘めています。 つまり、ある動物の中の骨の細胞は、その皮膚細胞やニューロン（神経細胞）の1つと同じ遺伝子の設計図を含んでいるということです。 発生過程でこれらの細胞の特定の遺伝子のオン・オフを注意深く制御することで、皮膚細胞が骨細胞や筋肉細胞など他の種類の細胞としてではなく、皮膚細胞として正しく機能するようになります。 このように、複雑な生物では、どの細胞も同じ遺伝子をもっていますが、発現する遺伝子やその発現のタイミングが異なっています。 したがって、宇宙生物学は、宇宙環境が幹細胞の機能や分化にどのように影響するか、また、これらの変化が正常な組織の機能、再生、発達にどのように影響するかという疑問に答える研究を支援している。 オミックスデータは誰でも利用可能

私たちが行う実験では、宇宙飛行によって引き起こされた細胞や分子の変化を記述する膨大な量のオミックスデータが生成されます。 これらはオープンサイエンスのためにGeneLabデータベースにアーカイブされ、一般の科学者、商業者、一般市民がアクセスできます。

GeneLabデータシステムは、宇宙生物学の実験結果に関するNASAのオープンアクセス、オンライン検索可能データリポジトリーです。 ジーンラボ・データ・システムで収集されたデータは、複数の生物学/医学科学分野および研究強調分野を横断し、基礎生物学の仮説に取り組み、商業バイオテクノロジーおよび医薬品アプリケーションに関連するトランスレーショナル生物学を可能にします。 GeneLab ウェブサイトのデータリポジトリへのリンクにより、生物種および宇宙飛行ミッションごとに収集されたすべてのデータにアクセスできるほか、データセットをリポジトリに提出するためのプロセスも紹介されています。 GeneLabのデータリポジトリには宇宙飛行や地上での実験に関連した重要なメタデータも含まれており、研究者が自身の特定の研究のためにこれらのデータを正確に解釈し分析する上で非常に重要である

。

コメントを残す

メールアドレスが公開されることはありません。