Ruimte-onderzoek

Alvorens voet op Mars te zetten, wil ruimtevaartorganisatie NASA in 2024 opnieuw mensen naar de maan sturen om een permanente basis op te richten. Op een afstand van zo’n 385.000 kilometer kan onze naaste ruimtebuur als springplank naar Mars dienen. “De inwoners van het toekomstige maandorp kunnen, net als astronauten, niet even naar de aarde terugkeren om zich te bevoorraden. Ze moeten hun water, voedsel en zuurstof ter plaatse produceren”, verklaart Natalie Leys, microbiologe bij SCK CEN. Maar hoe? Gewassen zaaien, planten, oogsten op de maan, is dat mogelijk?

Om die vraag te beantwoorden, stuurden wetenschappers van SCK CEN, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt en University of Edinburgh vorige zomer bacteriën en basaltgesteente de ruimte in. “Basalt is een vulkanisch gesteente dat we ook op de maan terugvinden”, verduidelijkt SCK CEN-onderzoeker Rob Van Houdt, die het project mee coördineert. “Wij gaan na of de bacteriën zich aan dat type maangesteente hechten en of ze groeien. Kunnen ze onder invloed van microzwaartekracht en ruimtestraling noodzakelijke voedingsstoffen (nutriënten) uit het maangesteente vrijmaken en het gesteente op die manier omvormen tot meer ‘vruchtbare’ grond? Dan kunnen we die nutriënten inzetten als grondstoffen voor voedselproductie. En voilà, we hebben landbouw in de ruimte.”

In het najaar, zes maanden na het vluchtexperiment met de bacteriën, stuurden UNamur en SCK CEN een lading raderdiertjes vanuit het Kennedy Space Center in Florida naar het ISS. “Raderdiertjes overleven in een luchtledige ruimte en bieden beter weerstand aan hoge stralingsdosissen en zelfs uitdroging. Dat is merkwaardig, omdat hun cellulaire opbouw op die van de mens lijkt”, aldus Sarah Baatout, radiobiologe bij SCK CEN. Met dit ruimte-experiment willen de onderzoekspartners de onderliggende oorzaken daarvan blootleggen. Baatout: “De inzichten kunnen een rol spelen in de ontwikkeling van manieren om de stralingsweerstand van astronauten bij toekomstige ruimtereizen te verhogen.”

De raderdiertjes bewogen gedurende twee weken in een baan rond de aarde, waar ze aan de effecten van de ruimte werden blootgesteld. Na een succesvolle vlucht onderzochten de wetenschappers de dieren op het vlak van voortplanting, genexpressie en genoomstructuur. Boris Hespeels, bioloog aan UNamur: “Genexpressie geeft cellen het signaal om eiwitten aan te maken. Dat is bijvoorbeeld nodig om schade aan het DNA te herstellen. Door die genexpressie in detail te bestuderen, kunnen we zien welke processen bij raderdiertjes optreden en dus welke mechanismen hen tegen de extreme ruimte-omgeving beschermen. Vervolgens controleren we in hun genoom of het beschadigde DNA correct hersteld is. Een slecht hersteld genoom kan leiden tot onvruchtbaarheid, afwijkingen in het nageslacht of zelfs de dood.”

UNamur en SCK CEN hielden ook enkele raderdiertjes op aarde, die ze op dezelfde manier behandelden. Karin Van Doninck, biologe aan UNamur: “Door de toestand van de raderdiertjes uit de ruimte te vergelijken met die van de diertjes op aarde, kunnen we de impact van de extreme ruimte-omstandigheden op de blootgestelde raderdiertjes bestuderen. Hoe stellen hun nakomelingen het bijvoorbeeld? Doordat ze zich klonen en zich dus zonder seks voortplanten, kopiëren ze ook de mogelijke fouten die tijdens het DNA-herstel zijn ontstaan.”

De raderdiertjes bleken onder invloed van kosmische straling hun DNA zonder problemen te kunnen herstellen. Vervolgonderzoek moet uitwijzen hoe ze dat voor elkaar krijgen. Die bevindingen openen de deur naar verdere ruimteverkenning, maar ook op aarde zal het onderzoek zijn nut bewijzen. Radiobioloog Bjorn Baselet van SCK CEN: “Onze bevindingen kunnen bijvoorbeeld leiden tot maatregelen om beroepsmatig blootgestelde personen of kankerpatiënten tijdens hun therapie beter te beschermen tegen de negatieve effecten van blootstelling aan straling.”