Майбутнє продовольства

Нобелівський лауреат та космонавт діляться своїми думками

Минулого місяця лауреати N обелів спустилися на затоку Йокогама, щоб взяти участь у діалозі Нобелівської премії 2018. Щоденна подія, спонсорована Нобелівським фондом, зібрала безліч дослідників, лікарів, економістів, політиків, інтелектуалів та лауреатів, щоб допомогти відповісти на питання, яке майбутнє їжі? Незважаючи на амбіційну тему та величезну широту тем, на заході не бракувало розумних розумів, щоб спробувати зблизити інтелектуальні нитки - одного разу вдень шість нобелівських лауреатів поділилися однією сценою.

У розпал цього насиченого дня Метрополіс сів із двома найбільш досвідченими японськими вченими на цьому заході: першою японською жінкою-космонавтом доктором Чіакі Мукай та лауреатом Нобелівської премії з фізіології 2016 року доктором Йошинорі Осумі. дискусія щодо власних досліджень, космічної їжі, білків дріжджів та майбутнього за нашою їжею.

Космонавт

“Чіакі Мукай, доктор медичних наук, доктор філософії, космонавт”. Немає більш принизливого досвіду, ніж вручення мейші від когось, хто бував у космосі. Мукай є нинішнім віце-президентом Токійського університету наук і колишнім серцево-судинним хірургом з доктором наук. у фізіології. Це навіть не найефективніші дані. У 1994 році вона стала першою японською жінкою в космосі, а потім у 1998 році - першою громадяниною Японії, яка здійснила кілька космічних місій. Вона носить ці суперлативи з малою помпою. Натомість, із хвилюванням щодо розглянутої теми, вона переходить прямо до розмови про майбутнє їжі в космосі.

Мукай відразу робить зрозумілим одне: часи обідів із зубної пасти в Туреччині і Тан вже не були. Сьогоднішня їжа космонавтів є вишуканою, часом смачною і прагне не лише базового харчування. "Їжа, яку ми їмо в космосі, наближається до їжі, яку ми їмо у повсякденному житті", - говорить Мукай. "В даний час ми знаходимося в епоху, коли космічна їжа - це не їжа в тюбиках, як ви очікуєте". Але ці досягнення не прийшли одразу. Ще в 1960-х роках, коли Джон Глен став першим американцем, який здійснив орбіту навколо Землі, вчені все ще намагалися довести, що люди взагалі можуть ковтати та перетравлювати їжу в середовищі мікрогравітації. "Усі системи організму сконструйовані таким чином, щоб відповідати 1G, 20-відсотковому середовищу кисню". Не було жодних гарантій того, що така основна функція, як жування та ковтання, працюватиме майже однаково майже біля 0G.

Після десятиліть досліджень та тонкого налаштування вчені розробили рішення цілого ряду проблем, які ця зміна в навколишньому середовищі створює. Коли Мукай здійснив свій другий космічний політ у 1998 р. - по суті, до нього приєднався Джон Гленн за останньою місією - деякі з цих нововведень вже формувалися. Детальні харчові програми були прийняті під час програми NASA Space Shuttle і продовжують використовуватися для астронавтів на Міжнародній космічній станції. З одного боку, дослідники почали розглядати психологію, а не лише фізіологію. Мукай пояснює, що зараз більше думають про уподобання, улюблену їжу та кухні рідних країн, щоб підтримати моральний стан космонавтів. “У замкнутому середовищі складна ситуація. Вам потрібно постійно давати членам екіпажу здорову психологічну ситуацію, не тільки самі по собі, але і для групової динаміки ". Але навіть маючи відому марку печива або нагадування про домашню їжу, ви не можете ігнорувати наслідки космічних подорожей для здоров’я.

"Земля знаходиться в хмарі, захищена від космічного випромінювання водою та атмосферою, особливо космічного випромінювання високої енергії", - говорить Мукай. Це неправда в космосі. “Ваше тіло відкрите. Коли ваше тіло отримує таку кількість радіації, антиоксиданти потрібно буде посилити ". Окрім радіації, Мукай називає втрату щільності кісткової тканини та м’язової маси як часті проблеми під час космічних подорожей, для обох яких для протидії потрібні спеціалізовані дієти. Навіть вегетативна нервова система (такі несвідомі процеси, як дихання, кровотік і травлення) страждає, досвід, який Мукай порівнює з тілом, яке бореться з хворобою. Дієтологи повинні наполягати на тому, щоб астронавти споживали вибрані інгредієнти: "Ви повинні це їсти, тому що ваше тіло погіршиться, якщо у вас немає цих поживних речовин". Кітча репутація космічної їжі, завдяки таким новинкам, як зневоднене морозиво, не є невиправданою, але є також серйозні проблеми зі здоров’ям, які слід враховувати, обговорюючи, що ми їмо, коли ми виходимо за межі земної атмосфери.

Хоча програма космічного човника НАСА вимкнула свої ракетні носії ще в 2011 році, плани щодо пілотованої місії на Марс в середині 2030-х рр. Посилили розмови навколо космічної їжі. Будь-яка місія на Марс вимагатиме довготривалого космічного проживання, і на відміну від, скажімо, місії на Місяць, шансів на допомогу чи доставку з Землі немає. Мукай бере участь в оновленні гастрономії астронавтів для Марса та за його межами. Одним з найважливіших кроків є розвиток здійсненного космічного землеробства. "Що робить це настільки складним в системному плані, що немає гравітації, якщо ви не введете штучну гравітацію. Зазвичай вода має в'язкість, тому гідропонне обробіток можна проводити в мікрогравітації ". Гідропонні системи суспендують рослини у водних розчинниках, багатих поживними речовинами та мінералами, в обхід потреби в ґрунті взагалі. За словами Мукая, «помідори є однією з цільових культур [для гідропонного вирощування]. Також картоплю та солодку картоплю, а листя як салат ".

Але є також питання створення самодостатнього середовища існування, коли астронавти висаджуються на суворому ландшафті Марса. "Тераформування - одне з питань, про яке думають дослідники", - говорить Мукай. "Якщо ви хочете вирощувати спеціальні рослини, можливо, вам доведеться змінити грунт". У цьому випадку тераформування, модифікація існуючих умов на планеті, означало б створення закритого мікросередовища та заміну їдкого марсіанського бруду на щось, що імітує земний ґрунт. Якщо колонії Місяця та Марса - це більше, ніж просто мрії, це робота дослідників космічної їжі допоможе втілити їх у реальність.

Нобелівський лауреат

У той час як дослідження Мукая розглядає їжу щодо вивчення Сонячної системи, дослідження Нобелівського лауреата доктора Йосінорі Осумі проходить мікро. Або точніше, стільниковий. З кінця 1980-х років Осумі працює з білками в дріжджах, що є вже налагодженим експериментальним організмом у біології. «Багато людей зосереджуються лише на більш модних темах із більш швидким застосуванням. Коли я почав займатися аутофагією, не так багато людей цікавилось », - каже Осумі. Поки його однолітки переслідували більш обтяжливі напрямки досліджень і бачили, що їхні запити на отримання грантів зустрічаються все частіше, він відмовлявся від того, що він сам називає «базовою наукою», вивчаючи маловідомий механізм деградації білка, який називається аутофагія. Лише через десятиліття та Нобелівську премію з фізіології 2016 р. Наукове співтовариство зрозуміло всю важливість його роботи з дріжджами.

Білки - це будівельні блоки більшості наших органел, крихітних структур у наших клітинах, які виконують основні функції в нашому тілі. Але ці органели, як і будь-яка інша частина боди, страждають від зносу та випадкових дисфункцій. Процес аутофагії регулює, виводить і переробляє білки в ці моменти. Якщо говорити неспеціалістами, то аутофагія - це руйнування білків - буквальний переклад із давньогрецької мови - «самопоглинання». Як незабаром з'ясував Осумі, це одна з найосновніших операцій у клітині. "Це дивно, але майже весь наш білок в організмі замінюється кожні три місяці без будь-яких відповідних змін у зовнішності", - пояснює Осумі. Така велика і постійна заміна вимагає впорядкованого знищення, яке має правила та методології. Протягом десятиліть Осумі став одним з перших вчених, які намітили ці процеси, і саме ця робота принесла йому Нобелівську премію.

"Я відчуваю, що 30 відсотків дріжджової аутофагії відомо, але 70 відсотків досі невідомо", - коментує Осумі. "У цій галузі ще потрібно стільки фундаментальних досліджень". Навіть маючи ще стільки, що потрібно дізнатись, висновки Осумі вже пов’язують аутофагію з деякими найбільш поширеними та руйнівними захворюваннями людини. З одного боку, поширення мутованих білків у клітині є основною частиною утворення пухлини та раку. Нейродегенеративні захворювання, такі як хвороба Альцгеймера та Паркінсона, спричинені деградацією білків у мозку та, ймовірно, включають процес аутофагії. «Автофагія дуже важлива для усунення надмірних або шкідливих бактерій з цитоплазми та контролю якості всередині клітини. Якщо ми зможемо контролювати аутофагічну діяльність, яка сприятиме підвищенню якості життя ".

Вчені завжди відзначали складний і важливий процес утворення білків, або синтез білка. Те, що Осумі стверджує, і його Нобелівська премія підтверджується, полягає в тому, що автофагія вперед заслуговує того самого лікування. «Життя підтримується настільки динамічно. Три секунди в нашому організмі утворюється три мільйони клітин крові ”, - говорить Осумі, маючи на увазі, що гемоглобінові білки, що входять до складу цих клітин, постійно руйнуються та переробляються. «Життя - це динамічний стан синтезу та деградації. Деградація настільки ж важлива, як і синтез ".