Bạn có biết những nghiên cứu ứng dụng mới trên vũ trụ?

Bạn có biết những nghiên cứu ứng dụng mới trên vũ trụ?

Phóng vệ tinh, đặt chân lên mật trăng, thăm dò sao Hoả... những hoạt động nghiên cứu vũ trụ đó không những thể hiện tài trí và thực hiện ước mơ vượt ra khỏi Trái Đất của con người mà còn là một nhu cầu khai thác tài nguyên, tận dụng nguồn của cải vũ trụ và khai sáng ra một môi trường và không gian hoàn toàn mới cho sự sự sinh tồn và phát triển của con người. Để đạt được mục tiêu như vậy, khoa học về sự sống trong vũ trụ sinh học vũ trụ trở thành những nội đung quan trọng không thể thiếu được trong việc thăm dò nghiên cứu vũ trụ của giới khoa học hiện nay.

Công nghệ sinh học vũ trụ đang là mối quan tâm hàng đầu của giới khoa học. Chúng ta đều biết quá trình suy lão của con người được biểu hiện ra trước hết ở đặc điểm loãng xương, xương trở nên giòn, dễ gãy. Điều này ảnh hưởng rất lớn đối với một xã hội đang bị già hoá. Trong tình hình như vậy việc lợi dụng môi trường vũ trụ để nghiên cứu chế tạo một loại vật liệu xương mới, bền chắc hơn đã trở thành xu hướng và sự lựa chọn cho nghiên cứu vũ trụ hiện nay.

Quá trình nghiên cứu vũ trụ đã cho các nhà khoa học một gợi mở. Sử dụng một loại vật liệu sứ đặc biệt rất giống với chất xương tự nhiên và có thể dung hợp được với cơ thể người làm xương nhân tạo chính là một sự lựa chọn hiện nay. Thế nhưng để sản xuất ra loại vật liệu mới này cần phải trong môi trường vũ trụ.

Các nhà khoa học Mỹ trong môi trường không trọng lượng trên tầu vũ trụ KC-135 đã tình cờ phát hiện được loại vật liệu này. Bước tiếp theo, nhóm nghiên cứu Canada và Mỹ sẽ lợi dụng một thiết bị dạng trống kích cỡ bằng một chiếc tủ lạnh (gọi là trống vũ trụ) để nghiên cứu chế tạo loại vật liệu xương này. Ngoài trạng thái không trọng lượng, chiếc "trống" này còn sử dụng một kỹ thuật, lợi dụng những sóng âm thanh không nhìn thấy để khống chế các chất tan trôi nổi trong không gian, để giúp cho quá trình sản xuất vật liệu mới, chống ô nhiễm. Hiện nay, họ đã sản xuất được một số dạng sợi của vật liệu xương mới này.

Ngoài công nghệ sản xuất xương nhân tạo trên, các nhà khoa học cũng đang tích cực khai thác các sản phẩm phân tử. Trung tâm nghiên cứu khoa học CBSE của Mỹ đang lợi dụng môi trường vũ trụ tiến hành các nghiên cứu kết cấu sinh vật để sản xuất dược phẩm và protein dạng phân tử mới.

Các nghiên cứu đã tiến hành và phát hiện, trong điều kiện trọng lực yếu trong không gian, tinh thể protein có thể sinh trưởng nhanh hơn nhiều trên trái đất về thể tích và kích thước. Hơn nữa, chúng có kết cấu hoàn thiện hơn và khoẻ hơn. Vì vậy, có thể tiến hành phân tích đối với chúng thuận tiện hơn. Qua nghiên cứu phát hiện, qua tinh thể protein này có thể khám phá được sâu sắc hơn rất nhiều bí mật của các axit amin, ví dụ như mối quan hệ giữa kết cấu và công năng của nó từ đó tìm ra được bí mật của protein, axit amin và một số loại virus đối với sức khoẻ và cuộc sống của con người.

Lợi dụng môi trường vũ trụ, các nhà khoa học tiến hành các nghiên cứu phân tử sinh vật đã có được một số thành tựu, chủ yếu ở các phương diện sinh trưởng của tinh thể protein. Trong các con tầu vũ trụ và trạm không gian, sử dụng "thiết bị điều khiển quá trình kết tinh trong môi trường trọng lực yếu" (DCAM) họ đã sản xuất ra được những tinh thể protein tương đối lớn, có đặc trưng hình thái học mới (hình thức và kết cấu mới) và là những tinh thể có kết cấu hoàn thiện và phẩm chất cao. Việc sản xuất ra protein như vậy đã mở ra hướng nghiên cứu mới cho sản xuất các dược phẩm mới.

Các tổ chức sinh trưởng trong các thiết bị phản ứng sinh học trong vũ trụ cũng đã được dùng để sản xuất dược phẩm điều trị và kháng sinh tố mới. Ví như, vì trong vũ trụ, các vi sinh vật có thể sinh trưởng nhanh chóng và tạo ra những biến dị tương đối lớn, khi đem các mẫu vi sinh vật lên trạm không gian, tỷ lệ biến dị của chúng cao gấp vạn lần, thậm chí mấy chục vạn lần trên trái đất. Có những biến dị khiến vi sinh vật có những khả năng trị liệu đối với một số bệnh là cơ sở để sản xuất các loại dược phẩm mới và kháng sinh tố mới.

Các thí nghiệm lâm sàng và y học trong môi trườ vũ trụ cũng đang được tiến hành. Công ty Amgien Mỹ đang tiến hành công trình nghiên cứu thí nghiệm công nghệ sinh học tế bào ứng dụng trong lâm sàng trên vũ trụ. Chủ yếu lợi dụng môi trường không trọng lượng và công nghệ nuôi cấy mô trên môi trường vũ trụ, quan sát quá trình và những bí mật cửa sự sinh trưởng tế bào và các vật chất trong tế bào. Nội dung nghiên cứu gồm: tổ chức tế bào, cấy ghép các khí quan, ứng dụng y học tái sinh và sản phẩm dược phẩm sinh học.

Điều kiện trên vũ trụ đã cung cấp một môi trường ưu việt cho các nghiên cứu y học. Ví dụ, một loại ký sinh trùng sinh trưởng trong hoa cỏ thường là nguyên nhân gây ra bệnh đường ruột ở con người, cũng là một trong những nguyên nhân gây ra bệnh mất nước mà dẫn đến tử vong ở trẻ sơ sinh. Nhưng trên môi trường trái đất, người ta vẫn chưa thể nuôi cấy được loại ký sinh trùng này trong phòng thí nghiệm. Nhưng trong thí nghiệm phối hợp nghiên cứu trên không gian giữa viện nghiên cứu vệ sinh quốc gia Mỹ NIH và cơ quan hàng không vũ trụ Mỹ NASA vào cuối năm 2003, họ đã nuôi cấy thành công loại ký sinh trùng này. Thành quả đó đã cung cấp những cơ sở mới cho việc điều trị loại bệnh này.

Các nhà khoa học Mỹ thậm chí đã nuôi cấy thành công virus HIV gây bệnh AIDS ở con người trong thiết bị phản ứng sinh học vũ trụ. Vì chúng sinh trưởng rất nhanh nên đã mở ra một con đường mới cho việc nghiên cứu loại bệnh nan y này. Hơn nữa cũng tạo cơ hội cho giới khoa học quan sát toàn diện khả răng của virus.

Bất luận là ký sinh trùng hay vi sinh vật đều có thể sinh trưởng rất nhanh chóng trong môi trường không trọng lượng trên vũ trụ. Điều này không chỉ tạo ra những điều kiện mới cho việc nghiên cứu sản xuất tân dược mà còn mở ra chân trời mới cho việc nghiên cứu, nhận thức được bệnh lý của nhiều loại bệnh nan y hiện nay.

Tác phẩm, tác giả, nguồn

  • Tác phẩm: Ánh sáng khoa học kỹ thuật
  • Biên dịch: Tuấn Minh
  • Nhà xuất bản Lao Động 2007
  • Ebook: www.thuvien-ebook.com