Forscher beschreibt mögliche Auswirkungen der erhöhten Schwerkraft-Effekt auf die Immunität

Bevor Sie swat entfernt, die nächste Frucht Fliegen, erwägen Sie stattdessen, wie ähnlich seine biologische Komplexität sind unsere eigenen. In einer Studie, veröffentlicht in PLOS EINS, Forscher unter der Leitung von Deborah Kimbrell, Ph. D., an der University of California, Davis (UC Davis) und Ihre Kollaborateure, untersucht, wie Mikroorganismen verändern können, Fruchtfliegen‘ Immunität im Raum und im hypergravity, oder erhöhte Schwerkraft. Der Artikel ist unter dem Titel „Maut-Vermittelte Infektion der Reaktion Verändert Wird, durch die Schwerkraft und Raumfahrt in Drosophila.“

Diese Studie legt nahe, dass die Schwerkraft oder hypergravity auf der Raumstation kann dazu beitragen, einige der biologischen Problemen, darunter geschwächten Immunantwort, die in lebenden Organismen im Raum. Da Fruchtfliegen haben ähnliche Abwehrmechanismen, um den Menschen dieses wissen kann helfen, NASA erstellen, spezielle Gegenmaßnahmen zu halten Astronauten gesund während der Langzeit-Raumfahrt-Missionen zu einem Asteroiden oder zum Mars.

Wissen, dass Raumfahrt schwächt das menschliche Immunsystem, gewonnen aus jahrelanger Forschung in der Schwerelosigkeit hat, führte die Forscher zu verwenden, Modellorganismen, ähnlich wie beim Menschen zu testen, verschiedene Szenarien von Krankheit oder geschwächte Immunität in der Raumfahrt. Modell-Organismen, wie Pflanzen, Fruchtfliegen oder Mikroben, wie Hefe, Voraus unser Verständnis der Einflüsse von Schwerelosigkeit auf Zellen. Unter dieser Organismen, der Platz lässt für die Untersuchung von Wachstum und Entwicklung und die physiologischen, und psychologischen Prozesse des Alterns ohne den Einfluss der Schwerkraft.

„Was wir nicht bewusst in unserem täglichen Leben ist, dass jedes biologische, Chemische und physikalische Prozess, der findet in unserer terrestrischen Umwelt der Erde geschieht unter dem Einfluss der Gravitationskräfte“, erklärte Camille Alleyne, Ed.D…., space station assistant scientist am NASA Johnson Space Center in Houston. „Die Durchführung von wissenschaftlichen Untersuchungen auf der Raumstation, wie die Fruchtfliegen, die uns erlaubt, zu entfernen, die Gravitations-element aus der Gleichung, und die Fortschritte, die unsere Kenntnisse über diese selben Prozesse, die dazu führen Sie zu erstaunlichen Erkenntnissen und Entdeckungen.“

Drosophila melanogaster – die gemeinsame Frucht Fliegen – war in dieser Studie, aufgrund Ihrer ähnlichen menschliche Immunsystem Qualitäten, teilen Merkmale der zellulären und humoralen oder extrazellulären Flüssigkeiten, Immunität und Signalwege. Die Fruchtfliege macht solch ein tolles Modell, in der Tat, dass die NASA entwickelt eine neue Frucht Fliegen Lab 2014, um Platz für weiter Studie von Drosophila. Diese Einrichtung unterstützt längere Dauer der Studien, an denen mehrere Generationen von Fruchtfliegen.

Kimbrell war einer der frühesten Ermittler in Drosophila Immunität. Als leitender Forscher in der Abteilung der Molekularen und Zellulären Biologie bei UC Davis, brachte Sie die Drosophila-Immunität in der Erforschung des Weltraums-Studien. Obwohl Fruchtfliege Immunität hatte, untersucht worden auf der Erde, seine Immunität noch nicht untersucht worden mit hypergravity oder Raumfahrt. Kimbrell und Ihr team von Forschern wollte testen der Immunantwort der Taufliege beeinflusst durch änderungen in der Schwerkraft auf der organismischen Ebene.

„Die Immunantwort ist zentral für die Gesundheit, für im wesentlichen alle Organismen, und, nicht überraschend, in der stressigen Umgebung gibt es eine Vielzahl von änderungen, wie ein Mensch oder andere Organismen können einen Kampf gegen eine Infektion“, erklärte Kimbrell. „Um zu versuchen und zu verstehen, diese änderungen, meine Gruppe verwendet die einfache Fruchtfliege, gut untersucht für seine Immunantwort auf der Erde, als ein Modell, um zu helfen, sort out auf einer Zell-Basis, was geschieht, um die Reaktion des Immunsystems, wenn ein Organismus ist in dem Raum.“

Es gibt zwei Haupt-Signalwege der Toll-und der Imd, die als die go-betweens der Immunantwort auf Pilzinfektionen und bakterielle Infektionen bei Fruchtfliegen. Bei Menschen, Maut-Pendants sind bekannt, die als Toll-like-Rezeptoren (TLRs), seit 2011 Nobel Prize-winning-team entdeckte den Toll-Signalweg Antwort auf Immunität zuerst in Fruchtfliegen. Menschen und andere Säugetiere teilen sich diese zwei die Immunität Reaktion wegen mit Fruchtfliegen. Angesichts dieser ähnlichkeiten, Kimbrell untersucht die Fruchtfliege Immunantwort Exposition gegenüber hypergravity, und dann die Schwerelosigkeit. Ihr Ziel war es, zu sehen, was für verbindungen aufgebaut werden konnte, um die menschliche Immunantwort bei der Raumfahrt.

Die Fruchtfliegen wurden ausgesetzt hypergravity auf eine Zentrifuge an der UC Davis. Die Ergebnisse aus der Studie im hypergravity führte zu der Untersuchung Raumfahrt, Pilz, Immunität und Tumorentstehung (FIT), während space-shuttle-Discovery STS-121 mission zur Internationalen Raumstation im Jahr 2006. Der 12-tägigen mission erlaubt, eine kleine population von Fruchtfliegen, um vollständig zu Erwachsenen entwickeln, sich im Raum. Die Fliegen wurden dann zurück zur Erde zur weiteren Analyse und Vergleich der Auswirkungen von zwei extremen Umgebungen auf diese lebenden Organismen.

Forscher entdeckten, dass die hypergravity und microgravity produziert gegenüberliegenden Zelle-basierten Antworten, die in der Taufliege Immunität. Wenn ausgesetzt, die erhöhte Schwerkraft, die Fliegen reagierten auf die Infektion mit einem Pilz, Beauveria bassiana, mit der Maut Weg. Dieses war im direkten Kontrast zu den Fliegen geflogen im Raum, da der Raum fliegt wirklich‘ Toll-Signalweg nicht reagiert, die genau die gleiche Art von Pilzinfektion. Aber der Imd-pathway-Reaktion auf E. coli-Bakterien war relativ robust und fliegt wirklich ausgesetzt hypergravity und microgravity.

„Was wir gefunden ist, dass Sie in eine Art von Infektion, die in Fliegen, die erhöht wurden, im Raum, Sie haben feine, und in eine andere Art von Infektion, die Sie wirklich gar nicht reagiert,“ sagte Kimbrell. „Der Weg, der nicht reagiert hat, ist der Toll-Signalweg ist entscheidend in die Menschen für alle Arten von Fragen der Gesundheit, sowohl für das funktionieren und für die über-Funktion. Der Toll-Signalweg (TLR4) – Antwort beteiligt ist, in der sepsis, das ist immer noch ein großes problem in der menschlichen Gesundheit.“

In der Tat, wenn die Fliegen infiziert mit einem Pilz ausgesetzt waren, erhöhte Schwerkraft, Sie überlebten deutlich besser als Fliegen mit der gleichen Infektion bei normaler Schwerkraft, was auf einen Schub, um Ihre Maut-pathway-Reaktion. Die Ausnahme erweiterte Maut-pathway-Reaktion im hypergravity wurde in den Fruchtfliegen mit der Mutante Juri gagarin gen. Diese Drosophila-Mutante Immunantwort Mutante untersucht, die auf der Erde wurde verwendet, um die Unterscheidung zwischen host-und Pilzinfektionen der Reaktion auf die Schwerkraft. Der mutant ist benannt nach dem ersten Mann im Weltall, Kosmonaut Juri Gagarin, weil es Schwierigkeiten hat, sensing-Gravitations-Felder. Mutant Immunantwort auf Pilzinfektionen Infektion war das gleiche bei der normalen Schwerkraft hypergravity und, dass ein Zusammenhang zwischen der Schwerkraft und der Reaktion des Immunsystems.

Kimbrell beschrieben, die möglichen Auswirkungen dieser erhöhten Schwerkraft-Effekt auf die Immunität. Die Idee, dass selbst Kurzfristige Exposition gegenüber erhöhten Schwerkraft während einer Fahrt auf einer Achterbahn könnte potenziell einen positiven Effekt auf die Immunantwort im Menschen kommt von der boost-gezeigt in Drosophila Immunität während der hypergravity Exposition.

„Ich versuche, zu ermutigen, Drosophila Ermittler führen Ihre Forschung auf der Raumstation, nicht nur einen Blick auf Immunität oder auf unserer Forschung,“ sagte Kimbrell. „Ich denke, dass die Forschung im all ist sehr wichtig. Suche weiter in den Ermittlungen, wo Fruchtfliegen und anderen Organismen entwickeln sich in Raum und infiziert sind, im Raum wird beginnen, zu Sortieren, was ist wirklich Los.“

Kimbrell, arbeitet an einer neuen Untersuchung mit Fruchtfliegen, dass Sie hofft, ausgewählt für die Studie, die an Bord der Raumstation in der Zukunft. Mit der Forschung, wie das von Kimbrell ‚ s-team, ähnlich dem zukünftigen Platz der Untersuchungen wird helfen, bereiten die Astronauten bei Langzeit-Missionen, die weiter in das Sonnensystem als jemals zuvor und bringen ein besseres Verständnis der Reaktion des Immunsystems auf der Erde.

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