وقد أحدثت تكنولوجيا " CRISPR " ثورة في الهندسة الوراثية على الأرض، مما يوفر أساليب دقيقة وفعالة لتحرير الحمض النووي، حيث تستعد البشرية للبعثات الفضائية الطويلة الأجل وتستكشف البيئات الخارجية، وتكيف نظم " سيريس " من أجل التطبيقات الفضائية، تزداد أهمية، وتستلزم نظم " سيريس " الهندسية للبعثات الفضائية التغلب على التحديات الفريدة التي تشكلها الجاذبية الصغرى والإشعاع والموارد المحدودة.

التحديات التي تواجه استخدام نظام " كريسبار " في الفضاء

وتطرح البيئات الفضائية عدة عقبات أمام الهندسة الوراثية، ويمكن أن تؤثر الجاذبية الصغرية على العمليات الخلوية وعلى إيصال عناصر البرنامج، كما أن ارتفاع مستويات الإشعاع يمكن أن يلحق الضرر بالحمض النووي ويتداخل مع الدقة التحريرية، وبالإضافة إلى ذلك، فإن الموارد المحدودة الموجودة على متن السفن تتطلب نظماً مدمجة وفعالة لتحرير الجينات، مما يجعل تركيبات المختبرات التقليدية غير عملية.

الحلول الهندسية للتطبيقات الفضائية

ولمواءمة نظام " سيريس " لاستخدام الفضاء، يقوم العلماء بتطوير أجهزة تحرير الجينات المحمولة الآلية، وهي تتضمن مركبات الفلوريديكية وأجهزة الحد الأدنى من استخدام المفاعلات من أجل العمل بكفاءة في الجاذبية الصغرية، كما يقوم الباحثون باستكشاف بروتينات كاشفة مقاومة للإشعاعات وتوفير الحماية اللازمة للحفاظ على التساهل في الظروف القاسية، وتشكل التشغيل الآلي والنائي سمات رئيسية للحد من عبء العمل على الطاقم وضمان السلامة.

CRISPR for Life Support Systems

ومن التطبيقات الواعدة التي يطبقها مركز البحوث والبحوث المتعلقة بالبحوث الأرضية المشبع بالفضائيات الفضائية الحفاظ على نظم دعم الحياة، ويمكن استخدام الميكروبات المتحركة لإعادة تدوير النفايات وإنتاج الأكسجين وتوليد الأغذية عن طريق تعديل مساراتها الأيضية، ويتيح البرنامج تطوير هذه الميكروبات بسرعة، وتحقيق أقصى قدر من الكفاءة والقدرة على التكيف في الموائل الفضائية.

Genetic Adaptation for Extraterrestrial Environments

ويمكن أيضا استخدام برنامج البحوث المتعلقة بالأوبئة الكيميائية في تطوير الكائنات الحية ذات السمات المناسبة للبيئات الخارجية، مثلا، يمكن أن يؤدي إنشاء مجهريات تتسامح مع ارتفاع درجة الإشعاع أو درجات الحرارة القصوى إلى دعم نظم دعم الحياة الإبداعية الأحيائية، ويمكن لهذه الكائنات الهندسية أن تساعد على الحفاظ على حياة البشر في المريخ أو قواعد القمر عن طريق إنتاج الأغذية والأكسجين وإعادة تدوير النفايات.

الآفاق المستقبلية

ومع تقدم استكشاف الفضاء، سيزداد أهمية التكامل بين تكنولوجيا البحوث البيئية في مجال الفضاء، وستؤدي البحوث الجارية إلى تحسين قوة وسلامة واستقلالية نظم تحرير الجينات في الفضاء، وسيكون التعاون بين المهندسين الوراثيين ووكالات الفضاء وعلماء التكنولوجيا الحيوية أمرا حاسما لتحقيق الإمكانات الكاملة لمؤسسة البحوث والبحوث في مجال إثراء الحياة البشرية خارج الأرض.