Il modulo giapponese KIBO, sulla Stazione Spaziale Internazionale. Crediti: Wikicommons.
A volte una certa distanza può regalare nuove prospettive su un problema e aiutare a risolverlo. Per un gruppo di ricercatori giapponesi che studiano la crescita dei cristalli di proteine questa “distanza” si può misurare: 400 chilometri, l’altezza alla quale la Stazione Spaziale Internazionale (ISS) orbita attorno alla Terra.
Per isolare meglio la crescita dei cristalli proteici dagli effetti della forza di gravità, il gruppo di Katsuo Tsukamoto del Department of Earth and Planetary Science della Tohoku University di Sendai, in Giappone, con la collaborazione della Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) è riuscito a coltivare cristalli in una camera laboratorio appositamente progettata a bordo della ISS.
I ricercatori hanno monitorato la lentissima crescita dei cristalli e il loro tasso di dissoluzione – circa un centimetro al secondo – grazie alla tecnica dell’interferometria laser. È la prima volta che questo tipo di esperimento viene condotto a bordo della ISS, con la misura del tasso di crescita dei cristalli a differenti temperature. E per farlo Tsukamoto e colleghi hanno sviluppato celle di coltivazione uniche nel loro genere, adatte a progetti di lungo termine, fino a sei mesi.
«Il nostro obiettivo è comprendere i meccanismi che stanno alla base della formazione di un cristallo di proteine coltivato nello Spazio, e di conseguenza individuare le ragioni che stanno alla base della migliore qualità dei cristalli “spaziali” rispetto a quanti vengono coltivati a terra», spiega Tomoya Yamazaki, dottorando del laboratorio di Tsukamoto.
La ricerca appena pubblicata su Review of Scientific Instruments porta la firma, oltre che di Tsukamoto e colleghi, anche dei ricercatori dell’agenzia spaziale JAXA, del Japan Space Forum e della Olympus Optical Corporation. Il processo sperimentale di coltivazione dei cristalli si chiama NanoStep ed è stato attivato nel modulo sperimentale KIBO che il Giappone ha agganciato a ISS nel 2012.
Il gruppo di Tsukamoto ha precedentemente testato la coltivazione di cristalli in microgravità utilizzando un satellite recuperabile russo e disponendo di aerei in volo parabolico.
I ricercatori hanno poi modificato la sovrasaturazione della soluzione in cui coltivare i cristalli aumentando e diminuendo la temperatura della cella. La cella di crescita è stata costruita con vetri di quarzo a spessore differente, essenziali per l’interferometria laser.