Cameron Merritt
0 
4374
1102
Voor astronauten die zich voorbereiden op een lange zomervakantie op Mars, zijn hoeden en paraplu's misschien niet voldoende om hen te beschermen tegen de harde zonnestralen.
En net als strandgangers die op zonnebrandcrème liggen, kunnen ontdekkingsreizigers op de maan of Mars zichzelf op een dag beschermen met crèmes die een nieuw biologisch ontwikkeld materiaal bevatten, selenomelanine genaamd, gemaakt door het natuurlijke pigment melanine te verrijken met het metaalselenium..
Buiten het beschermende magnetische veld van de aarde worden mensen volgens NASA blootgesteld aan vele soorten gevaarlijke straling. Dit omvat schadelijke ultraviolette straling, röntgenstraling en gammastraling van de zon, evenals supersnelle subatomaire deeltjes die galactische kosmische straling worden genoemd en die afkomstig zijn van buiten ons zonnestelsel..
Verwant: 10 plaatsen in het zonnestelsel die we willen bezoeken
De onzichtbare ophoping van DNA-breuk veroorzaakt door deze ruimtestralen kan leiden tot kanker en, in hoge doses, stralingsvergiftiging en de dood. Traditionele tegenmaatregelen, zoals lood- of waterafscherming, zijn vaak zwaar en verhogen de kosten van een ruimtemissie aanzienlijk.
Voer melanine in, een brede klasse van natuurlijk voorkomende pigmenten die worden aangetroffen in dieren, planten, schimmels en bacteriën. Sommige soorten melanine bieden mensen hun brede scala aan huid-, haar- en oogkleuren en helpen ons te beschermen tegen het ultraviolette licht van de zon.
“Melanine is alomtegenwoordig en raadselachtig,” Vertelde Nathan Gianneschi, een biochemicus aan de Northwestern University in Evanston, Illinois. "We begrijpen het niet helemaal."
gerelateerde inhoud- Interstellaire reizen: 7 futuristische ruimtevaartuigen om de kosmos te verkennen
- Mensen naar Mars sturen: 8 stappen naar kolonisatie op de Rode Planeet
- Dit is het meest gewelddadige object in het zonnestelsel
Dierlijke melanines zijn onderverdeeld in twee hoofdvormen, eumelanine en pheomelanine, volgens een paper uit 2014 in het New Journal of Science. Eumelanine is verantwoordelijk voor het verlenen van zwarte of donkerbruine kleuren zoals die van huid en haar, terwijl pheomelanine het element zwavel bevat en de neiging heeft roodachtig of gelig te zijn, en wordt aangetroffen in rood of kastanjebruin haar en op menselijke lippen..
Pheomelanine absorbeert röntgenstralen ook veel efficiënter dan eumelanine. Dit wetende, namen Gianneschi en zijn collega's wat feomelanine afkomstig van rode hanenveren en probeerden ze te zien of ze het nog meer beschermend konden maken..
In plaats van zwavel ruilden de onderzoekers het element selenium, dat net onder zwavel op het periodiek systeem der elementen zit en waarvan bekend is dat het een rol speelt bij de preventie van kanker bij organismen. Door dit te doen, creëerden ze selenomelanine, dat nog nooit eerder in de natuur is gezien.
Tijdens laboratoriumexperimenten konden huidcellen die met selenomelanine waren behandeld, doses röntgenstraling afschudden die dodelijk zouden zijn voor een mens. De selenomelanine werd in de cellen opgenomen en vormde wat Gianneschi noemde “microparasols,” of kleine schilden rond de celkernen, waar DNA wordt opgeslagen. De cellen kregen een van nature bruine of gebruinde kleur wanneer ze selenomelanine absorbeerden, zei Gianneschi.
Aanvullende tests toonden aan dat gemanipuleerde bacteriën die selenium kregen, selenomelanine konden produceren, wat betekent dat de stof in de ruimte kan worden vervaardigd. De resultaten zijn op 8 juli gepubliceerd in de Journal of the American Chemical Society.
“ik hou ervan,” Radamés J.B. Cordero, een microbioloog die melanines bestudeert aan de Johns Hopkins University in Baltimore, Maryland, en die niet bij het werk betrokken was, vertelde . “De auteurs geven een mooi voorbeeld van hoe biologie het ontwerp van een melanine-analoog kan inspireren.”
Het materiaal zal nog steeds moeten worden getest op mensen en in de ruimte om te zien of het dezelfde bescherming biedt, voegde hij eraan toe. Gianneschi is al benaderd door andere groepen die geïnteresseerd zijn in het bestuderen van de intercellulaire zonnebrandcrème van zijn team.
Het feit dat het lichtgewicht is en tijdens een ruimtemissie kan worden gemaakt van organische basischemicaliën in plaats van van de aarde te slepen, maakt het behoorlijk aantrekkelijk, zei Gianneschi. Selenomelanine kan zelfs in kleding worden verwerkt, zoals de voering van een ruimtepak, waar het net als de microparasols zou kunnen werken om continue bescherming te bieden, voegde hij eraan toe..
Hij en zijn collega's vragen zich nu af of de door hen gesynthetiseerde chemische stof al in de natuur aanwezig is, misschien in schimmels die in omgevingen met veel straling leven..
Zie alle reacties (0)