Выбор языка |
Главная О КНТС Новости Программы Направления исследований Эксперименты Результаты Информационные ресурсы Приём заявок
Шифр эксперимента: Рефлекс
Направление НПИ: 4. Космическая биология и биотехнология
Секция КНТС: 1. Космическая биология и физиология
Наименование эксперимента: Влияние космического полета на поведенческие реакции Drosophila melanogaster
Цель эксперимента:

Изучение изменений поведения модельного биообъекта Drosophila melanogaster в результате воздействия условий космического полёта.

Описание эксперимента:

Воздействие невесомости изменяет состояние нервной системы и индуцирует функциональные перестройки, направленные на адаптацию к новой гравитационной среде. Исследование механизмов реагирования нервной системы, в том числе, функции управления движениями, на отсутствие силы тяжести, актуально как с теоретической, так и практической точки зрения. В связи со сложностью экспериментальной реализации исследований с участием человека в космическом полете, использование модельных организмов может стать перспективным направлением нейробиологических исследований в космосе.

На протяжении эволюции у всех живых организмов сохранились одинаковые, закрепленные на генетическом уровне базовые биологические процессы, кроме того, многие генные комплексы, как участвующие в процессах нормального развития, так и оказывающие влияние на патологические изменения в организме, являются консервативными у разных биологических видов. Drosophila melanogaster в течение более чем 100 лет остается в числе наиболее широко используемых модельных объектов биомедицинских исследований. На примере дрозофилы изучены многие вопросы развития и работы различных систем человека, в том числе, сердечно-сосудистой, мышечной, пищеварительной. Нервная система дрозофилы состоит из приблизительно 250 тысяч нейронов и относится к разряду простых нервных систем. Исследования, выполненные на дрозофиле, позволили понять общие механизмы ее развития, функционирования, пластичности, а также нейробиологические аспекты сложного поведения.

 

Новизна эксперимента:

В эксперименте должны быть получены новые достоверные количественные данные о влиянии космического полета на параметры локомоции и звукопродукции дрозофил.

В отличие от предыдущих исследований поведения D. melanogaster, проводившихся в космических полетах, используемые в эксперименте «Рефлекс» методики тестирований биообъектов позволяют исследовать механизмы функциональных изменений нервной системы дрозофил, обусловленных пребыванием в космическом полете. Выполнение всей cерии летных экспериментов на МКС, а также использование одинаковых транспортных систем доставки на орбиту обеспечивают стандартность условий среды для биообъектов при экспонировании в космическом полете.

 

Научная аппаратура:

Для проведения КЭ должна использоваться следующая аппаратура:

Укладка ББ-МКС КМ09.325.00.00 или укладка «Дрозофила-2» Ет4.161.064, которые предназначены для доставки, экспонирования на борту РС МКС и возвращения на Землю биологических объектов.

Укладка ББ-МКС используется в КЭ «Цитомеханариум». Укладка «Дрозофила-2» ранее использовалась в КЭ «Полиген».

Ожидаемые результаты:

В результате выполнения эксперимента планируется оценить влияние космического полета на активность центральных генераторов моторного паттерна дрозофил и исследовать связи функциональных изменений с нейрохимическими показателями биообъектов.

Изучение эффектов, оказываемых космическим полетом на реализацию консервативных в эволюционном плане процессов в центральной нервной системе мелких модельных организмов, может способствовать выяснению механизмов реагирования нервной системы филогенетически отдаленных организмов на изменения гравитационной среды.

 

Полученные результаты:

 

Сроки проведения: 2019-2020 гг.
Состояние эксперимента: Новый
Организация постановщик: ИМБП РАН
Организации участники: Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН
Научный руководитель: Ларина Ольга Николаевна, ИМБП РАН, в.н.с, кандидат биологических наук
Публикации по эксперименту:

1. The Neurolab Spacelab Mission: Neuroscience Research in Space. Buckey J. C., Homick J. L., eds. NASA/SP-2003-535. 2003. 308 p.

2. Закирова А.З., Шигуева Т.А., Томиловская Е.С., Козловская И.Б. Влияние механостимуляции опорных зон стоп на характеристики Н-рефлекса в условиях безопорности. Физиология человека. 2015. Т. 41, № 2. С. 46-52.

3. Huckesfeld S, Schoofs A, Schlegel P, Miroschnikow A, Pankratz MJ (2015) Localization of Motor Neurons and Central Pattern Generators for Motor Patterns Underlying Feeding Behavior in Drosophila Larvae. PLoS ONE. 2015. V. 10, N 8. e0135011. doi:10.1371/journal.pone.0135011.

4. Sugie A., Marchetti G., Tavosanis G. Structural aspects of plasticity in the nervous system of Drosophila. Neural Dev. 2018. V. 13,N 14. doi: 10.1186/s13064-018-0111-z.

5. Marco R., Vernos I., Gonzalez J., Calleja M. Embryogenesis and aging of Drosophila melanogaster flown in the space shuttle. Preliminary analysis of experiment fly 15E. Naturwissenschaften. 1986. V. 73, N 7. P. 431–432.

6. Marco R., Gonzalez-Jurado J., Calleja M., Garesse R., Maroto M., Ramirez , E., Holgado , M.C., de Juan E., Miquel J. Microgravity effects on Drosophila melanogaster development and aging: comparative analysis of the results of the Fly experiment in the Biokosmos 9 biosatellite flight. Adv. Space Res. 1992. V. 12, N 1. P. 157–166.

7. Benguria A., Grande E., de Juan E., Ugalde C., Miquel J., Garesse R., Marco R. Microgravity effects on Drosophila melanogaster behavior and aging. Implications of the IML-2 experiment. J. Biotechnol. 1996. V. 47, N 2-3. P. 191-201.

8. Miller M.S., Keller T.S., Measuring Drosophila (fruit fly) activity during microgravity exposure. J. Gravit. Physiol. 1999. V.6, N 1. P. 99-100.

9. de Juan E., Benguria A., Villa A., Leandro L.J., Herranz R., Duque P., Horn E., Medina F.J., van Loon J., Marco R.: The “AGEING” experiment in the Spanish soyuz mission to the internationalspace station. Microgravity Sci. Technol. 2007. V. 19, N 3–4.P. 170–174.

10. Камышев Н.Г., Гончарова А.А., Боровкова К.Е., Беседина Н.Г. Брагина Ю.В., Ларина О.Н. Изменения локомоторного поведения Drosophila melanogaster после пребывания в условиях космического полета НА МКС. Материалы Международной конференции «Пилотируемое освоение космоса», Королев, 24-26 мая 2016. С. 90.

 

Последнее обновление: 08.04.2019

Информационная справка

Программы

Изображения