«Крем от загара» на базе пигмента кожи защитит от радиации марсианских пионеров
AstroNews.ru - 03 Августа 2020 12:28:45
Астронавтам, готовящимся провести летний отпуск на Марсе, для защиты от Солнца и космической радиации будет недостаточно обычных шляпок и зонтиков.
Но, возможно, однажды, подобно завсегдатаям земных пляжей, астронавты будут защищать себя от радиации, используя крема на основе нового материала, произведенного с применением технологий биоинжиниринга, под названием селеномеланин, который был создан в результате обогащения природного пигмента меланина неметаллическим элементом селеном.
За пределами защитного магнитного поля Земли человек подвергается воздействию большого числа различных видов радиации, согласно НАСА. Сюда относятся ультрафиолетовое излучение, рентгеновские и гамма-лучи, идущие со стороны Солнца, а также сверхбыстрые субатомные частицы, называемые галактическими космическими лучами, которые приходят к нам из-за пределов Солнечной системы.
Незаметное для человека накопление повреждений ДНК в результате действия опасных излучений может привести к раку или, в случае получения высоких доз, к радиационному отравлению и смерти. Традиционные средства защиты, такие как толстые слои свинца или воды, имеют большую массу и значительно увеличивают стоимость космической миссии.
В новом исследовании группа, включающая Натана Джаннески (Nathan Gianneschi), биохимика из Северо-Западного университета в Эванстоне, США, использует модифицированную молекулу меланина – пигмента, обнаруживаемого в коже и волосах человека и животных, где он выполняет функцию защиты от ультрафиолетового излучения Солнца – для создания средства, обеспечивающего эффективное поглощение жестких космических излучений. Одна из форм природного меланина содержит серу, и для модификации этой молекулы авторы работы заменили атом серы на атом селена, расположенного в Периодической таблице на один период ниже, но в той же группе, что и сера. Полученный продукт получил название селеномеланина.
В проведенных командой лабораторных экспериментах клетки кожи, обработанные селеномеланином, продемонстрировали устойчивость к таким дозам рентгеновского излучения, которые являются смертельными для человека. Селеномеланин был поглощен клетками и сформировал то, что Джаннески называет «микрозонтиками» (microparasols), защищающими спираль ДНК, словно крохотные экраны.
Дополнительные исследования показали, что специально сконструированные бактерии способны поглощать селен и производить селеномеланин, следовательно, эта молекула может быть произведена непосредственно в космосе, отмечают авторы.
Работа опубликована в журнале Journal of the American Chemical Society.