Перспективная программа экспериментов в области космической медицины и биотехнологии (Living Aerospace — A Perspective Research Program on Space Biology and Medicine for the Russian Space Agency)

Abstract

Russian Abstract: Перспективная программа экспериментов в области космической биологии и медицины (Living AeroSpace) разработана на основе на достижений и результатов российских медико-биологических научных программ, реализуемых на биоспутниках серии "Бион" и Международной космической станции (МКС). Предложены пути возможной практической реализации программы Living AeroSpace для задач длительных межпланетных миссий (экспедиция на Марс) при использовании перспективной пилотируемой транспортной системы (ППТС) Русь-М.

Начиная с 1950-х годов Российским космическим агентством регулярно проводятся эксперименты в области космической биологии и медицины на базе пилотируемых (Салют, Мир, МКС) и непилотируемых (биоспутник Бион-М) исследовательских платформ.

В настоящее время реализуемая программа экспериментов на Российском сегменте МКС и биоспутнике Бион-М в области биотехнологий включает: синтез новых эффективных методов детекции агентов биогенного происхождения; разработку многофункциональных комплексов для культивации микроорганизмов и функциональных многоклеточных систем в условиях длительного автономного космического полета; изучение влияния факторов космического полета (ФКП) на выживаемость клеток кожи человека после криосохранения; анализ влияния ФКП на процессы регенерации различных биологических объектов; исследование влияния ФКП на функциональный статус пищеварительного тракта и микробиоты; моделирование процессов регуляции и экспрессии генов с учетом воздействия ФКП и другие. Предложенная перспективная исследовательская программа в области космической биологии и медицины – Living AeroSpace – включает следующие основные направления: космическая регенеративная медицина (биоинженерия органов и тканей; исследование процессов эмбриогенеза; криосохранение многоклеточных биологических объектов); космическая генетика (методы регуляции генов; технологии восстановления поврежденных ДНК; инженерия микробиома человека); космическая синтетическая биология (исследование возможностей полиэкстремофильных микроорганизмов; солнечные батареи на биологических принципах; микробные клеточные фабрики).

Также представлены возможные пути практической реализации перспективной программы экспериментов в области космической биологии и медицины -- Living AeroSpace -- начиная с 2018 года.

English Abstract:A novel research program on space biology and medicine -- "Living AeroSpace" -- based on recent results and advantages of Russian medical and biological programs of Bion-M1 biosatellite and International Space Station with its possible practical implementation on Rus-M Prospective piloted transport system (PPTS) for long-term (Mars mission) manned spaceflight is proposed.

Since 1950s Russian Space Agency have been conducting experiments on space biology and medicine on the base of manned (Salyut, Mir, ISS) and unmanned (Bion biosatellites) spacecrafts. At present the set of experiments in the field of space biotechnology on the Russian Segment (RS) of ISS and Bion-M1 biosatellite includes the following: synthesis of effective methods for detection of biogenic agents: development of multi-functional units for cultivation of multi-cellular microorganisms during spaceflights; influence of spaceflight effects (ES) on viability of human skin cells recovered after cryopreservation; influence of ES on regeneration processes of different complex biological objects; influence of ES on functional status of gastrointestinal tract and its indigenous microbiota; influence of ES on mutation processes, genes regulation and expression of microorganisms and others. The proposed perspective research program in space biology and medicine includes the following main areas: space regenerative medicine (bioengineering of organs and tissues; embryogenesis in space; cryopreservation of biological objects); space genetics (genome control systems; DNA repair technologies; human microbiome engineering); space synthetic biology (polyextremophiles investigation; biosolar panel design; microbial cell factories).

The possible ways of practical implementation of perspective experiments in space biology and medicine for the framework of the proposed research program (Living AeroSpace) starting from 2018 are presented.

Note: Downloadable document is in Russian.

Keywords: living aerospace, space medicine, space biology, ISS, biosputnik, bion, Mars mission

JEL Classification: O32, O33, O38