In der Übersicht
Schwerelosigkeit bringt die Physiologie und das Verhalten von Mikroorganismen und Zellen aus dem Gleichgewicht, was zu spezifischen Reaktionen führen kann, die uns neue Erkentnisse für die Forschung auf der Erde bringen. In zukünftigen Weltraumexperimenten (2017–2018) werden Zellproben auf der Internationalen Weltraumstation ISS im Rahmen der generellen Schockantworten und Zellflokkulation von Saccharomyces cerevisiae gezogen, die in Schwerelosigkeit untersucht werden.
S. cerevisiae (auch als Hefe bekannt) eignen sich hervorragend für die Erforschung eines lebenden Organismus in der Schwerelosigkeit. So konnten mit Hilfe der Hefe bereits einige wichtige Erkentnisse für die Bekämpfung von Krebs, Infektionen und neurodegenerativen Krankheiten wie Alzheimers oder Parkinson gewonnen werden. Hefezellen eigenen sich darüberhinaus auch hervorragend als biotechnologisches Wekzeug und können so in einer späteren Weltraumkolonie beisielsweise zur Nahrungsgewinnung benutzt werden.
Bereits seit 1991 arbeitet unsere Gruppe daran, Bioreaktoren für Hefezellen im Weltraum zu konzipieren. Im Jahre 1994 konnten erstmals Hefezellen auf der STS-65 in die Schwerelosigkeit befördert werden (Walther et al., 1994). Die Weiterführung dieser Experimente ging im tragischen Columbia Unfall verloren, die Arbeit wird aber als Teil des YEAST BIOREACTOR Projekts fortgeführt. In diesem Projekt werden verschiedene S.cerevisiae-Stämme benutzt, um die Effekte der Schwerelosigkeit auf entkoppeltes und interagierendes (Flokkulation) Hefewachstum zu untersuchen, sowie auf stressverursachte Reaktionen durch die Anwendung eines Hitze- und Osmoseschocks in der Schwerelosigkeit. Ein einheitliches experimentelles Vorgehen soll die relevanten Effekte der Schwerelosigkeit beurteilen. Eine Schwierigkeit bei der Experimentdurchführung auf der ISS ist die Notwendigkeit, eine spezifische Hardware zu entwickeln. In diesem Experiment wird die Zellkultivierung in einem speziell dafür entwickeltem konstanten Bioreaktor stattfinden.
Insgesamt wird das Projekt eine Vorreiterrolle im Gebiet der Schwerelosigkeitsforschung einnehmen. Es bietet die bisher einmalige Chance Hefe-Forschung in der Schwerelosigkeit mithilfe von komplexen biologischen und technischen Analysemöglichkeiten zu kombinieren und wird somit neue und wichtige Erkentnisse für das Leben in der Schwerelosigkeit liefern.
