Наши космические пути

Коллектив авторов

В соответствии с этими соображениями на втором корабле-спутнике были размещены разнообразные микробиологические и цитологические объекты. Они были подготовлены специально для этого опыта, причем при выборе объектов руководствовались стремлением подобрать организмы, широко используемые в лабораториях всего мира с целью получить сравнимые результаты. В числе объектов находились культуры кишечной палочки «КК-12», для которых исходным штаммом послужили хорошо известные микробиологам бактерии, имеющие наиболее четкую генетическую характеристику.

Это позволяет количественно определять степень генетических изменений и сопоставлять эти величины с уровнем радиации и качеством космических частиц, зарегистрированных на корабле-спутнике физическими

приборами.

С помощью начатого в настоящее время длительного и тщательного изучения возвращенных культур, вероятно, можно будет выявить степень изменения числа так называемых индуцированных мутаций, то есть патологических по большей части изменений наследственных свойств. Кроме того, существует возможность исследовать эти культуры с целью установления влияния радиации на количество продуцируемых ими бактериофагов.

Разновидности кишечных палочек — «В» и «аэрогенес», использованные в опыте, также являются объектами для изучения частоты мутаций.

Для исследования генетических изменений у мельчайших живых существ — бактериофагов был использован штамм Т-2, также хорошо известный и генетически характеризованный со значительной полнотой. Можно рассчитывать, что в случае наличия при полете второго корабля-спутника достаточного повышения уровня радиации могут быть отмечены генетические изменения у отдельных особей исследуемого штамма бактериофага, констатируемые как на основе способов воздействия этих бактериофагов на бактерии, так и путем определения других биологических свойств. Кроме Т-2, был использован штамм бактериофага 13-21, специфически действующий на кишечную палочку типа «аэрогенес». Он намечался для исследования изменений характера лизиса (растворения бактерий, которое наступает в присутствии бактериофага).

Этот процесс для системы фаг 13-21 кишечная палочка «аэрогенес» был заранее документирован путем цейтраферной микрокииосъемки и электронной микроскопии.

В отношении всех указанных организмов была предварительно получена детальная структурно-физиологическая характеристика с помощью новейших методов. В частности, кишечные палочки и стафилококки, которые также экспонировались на корабле-спутнике, исследовались под электронным микроскопом частично с помощью техники ультратонких срезов.

В процессе подготовки медико-биологических экспериментов на корабле-спутнике были впервые выполнены ультратонкие срезы свободных и внутриклеточных бактериофагов. Было установлено при этом, что использованные бактериофаги выглядят в виде частиц, состоящих из центрального ядра с большой электронно-оптической плотностью и периферической зоны, отделенной от ядра тончайшей мембраной.

Что касается использованных в опыте микробов масляно-кислого брожения, то они предназначались только для разработки методов автоматической регистрации жизнедеятельности микроорганизмов. Создание таких методов обеспечивает возможность определения длительности выживания клеток на долголетающих и не возвращающихся спутниках и ракетах. Испытание палочки масляно-кислого брожения в этом отношении полностью себя оправдало.

На этой основе были созданы и апробированы методы и специальные приборы, которые позволяют регистрировать и передавать на Землю сигналы, характеризующие жизнеспособность и физиологические отправления мельчайших живых существ — бактерий на протяжении любого срока полета ракет или спутников.

Испытанные на корабле-спутнике автоматические приборы, основанные на этих принципах, значительно расширяют возможности исследования биологических условий в космическом пространстве, поскольку они имеют небольшие габариты и вес, а заключенные в них тест-объекты (споры палочки масляно-кислого брожения) не нуждаются в пополнении системы питательными веществами.

Биоэлементы после любой экспозиции в полете могут быть приведены в действие по сигналам с Земли или от программного устройства на борту.

Как уже сказано, наряду со многими преимуществами микробов при медикобиологических,

и в частности генетических, исследованиях, они обладают крупным недостатком — низкой радиочувствительностью. С целью повышения их радиочувствительности часть микробиологических объектов находилась в атмосфере кислорода. Кроме того, на втором корабле-спутнике для генетической характеристики космического пространства была сделана попытка использовать также живые клетки в культуре тканей. Известно, что наследственность у таких клеток под влиянием излучений изменяется в сотни раз легче, чем у микробов. Однако сохранить их жизнедеятельность на протяжении длительных сроков без пересевов на новые питательные среды очень трудно. Для осуществления такой попытки нужно было выбрать хорошо растущие клетки и подходящие питательные среды для них. Учитывая эти соображения, на корабле-спухнике использовались раковые клетки, условно называемые клетками Хела. Эти клетки хорошо растут на искусственных средах и широко применяются для изучения генетических проблем и исследования природы раковой болезни. Для культивирования таких клеток был использован метод, позволяющий получать колонии (скопления) клеток на стенке стеклянных пробирок, в которых осуществляется выращивание.

В предварительных опытах было установлено, что колонии раковых клеток прикрепляются к стенкам стеклянных пробирок и ампул так прочно, что выдерживают вибрации, значительно превышающие те, которые имеют место при запуске современных ракет. Это создает возможность при обработке материала дать морфолого-биологическую характеристику культур, часть цикла развития которых прошла в специально устроенном маленьком термостате на борту корабля-спутника.

В настоящее время определяется жизнеспособность этих культур и принимаются меры для поддерживания их в последующих пересевах. В случае положительных результатов культуры будут использованы для изучения их наследственных признаков сравнительно с контрольными культурами, которые оставались на Земле.

На борту корабля-спутника экспонировались также небольшие участки кожи человека и кролика. Использование кусочков кожи человека, предоставленных добровольцами из авторских коллективов, участвующих в исследовании космоса, осуществлялось с целью выяснения возможного влияния факторов космического пространства на особо чувствительные клеточные системы. Доказательством того, что кусочки кожи вернулись живыми, могут быть гистологические исследования, посевы измельченных кусочков кожи на специально питательные среды, хотя такое культивирование обычно удается с трудом, и, наконец, обратная посадка их тем донорам, у которых они были взяты. Кусочки кожи, возвращенные после полета на кораблеспутнике, в настоящее время подвергаются детальному исследованию.

В наше время биологические, и в том числе генетические, исследования осуществляются в тесной связи с физико-химическими изысканиями. В частности, в последние десятилетия было показано, что химические вещества могут участвовать в передаче наследственных признаков от одной разновидности к другой. Таким химическим веществом является дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК), входящая в состав ядер клеток животных, растений и микробов. Весьма вероятно, что это соединение в первую очередь будет реагировать на генетические воздействия космической радиации. Учитывая это, на корабле-спутнике были помещены ампулы с дезоксирибонуклеиновой кислотой, полученной из зобной железы теленка, причем часть ампулы была наполнена кислородом. При исследовании возвращенной дезоксирибонуклеиновой кислоты будут использованы современные методы, позволяющие характеризовать состояние этого соединения в физико-химическом отношении. Сравнительно небольшой срок пребывания второго корабля-спутника на орбите позволяет думать,, что грубых отклонений в структуре дезоксирибонуклеиновой кислоты не будет обнаружено. Тем не менее все же будут сделаны попытки обнаружить более тонкие изменения с помощью физико-химических, иммунологических и других методов.