Das Leben auf der International Raumstation ISS birgt ständige neue Herausforderung für Astronauten, Wissenschaftler und Techniker. Die Schwerelosigkeit führt bei längeren Aufenthalten im All unter anderem zu Muskelschwund, Knochenabbau und Veränderungen des Flüssigkeitshaushaltes. Das erhöhte Strahlungsniveau in der Erdumlaufbahn und auf interplanetaren Reisen kann zu Krebs und anderen Krankheiten führen, da hier das magnetische Feld der Erde nicht mehr schützend wirkt. Das NASA FIT Projekt – Fungal Pathogenesis, Immunity and Tumorigenesis Studies – bestand aus einem 12-tägigen Space Shuttle Flug mit Drosophila melanogaster Fruchtfliegen, als auch aus Bestrahlungsstudien mit Protonen, um die Auswirkungen dieser Effekte auf zellulärer und genetischer Ebene zu charakterisieren. Das Ziel dieser Arbeit, als Teil des FIT Projekts, war die Beschreibung der Apoptose und Immunsystem Veränderungen nach einem Raumflug beziehungsweise nach Protonenbestrahlung auf der Erde. Es ist bekannt, dass diese zwei zellulären Systeme eng miteinander arbeiten, weshalb Veränderungen durch Weltraumbedingungen durchaus Auswirkungen auf beide Systeme haben können. RT-PCR Genexpressions Studien von Minibrain, Morgue und Wengen, drei Proteine, die sowohl bei Zelltod als auch im Immunsystem wichtige Rollen spielen, zeigten einen ersten Trend zu erhöhter Apoptose Aktivität bei bakteriell infizierten, Space Shuttle geflogen Fliegen im Vergleich zu infizierten Bodenkontrolltieren. Diese Trends wurden auch durch erhöhte Caspase Enzym Aktivität bei den geflogen Tieren bestätigt. Protonen Bestrahlung zeigt einen Anstieg der DNA Fragmentierung, veranschaulicht durch den TUNEL Assay. Weiters wurde gezeigt, dass der Tumor Suppressor p53 in Folge von selbiger Bestrahlung erhöhte Expression zeigt. Phagocytose Aktivität wurde mittels des Alexa Fluor E.coli Phocytose Assays und des Clearance Assays ermittlet, welche beide einen Anstieg der Hemocyten Aktivität als Folge der Bestrahlung.

Living and working in space produces new challenges to astronauts, engineers and scientists due to several unique properties of this environment. For instance, weightlessness or microgravity is responsible for reduced exercise of skeletal muscles resulting in muscle atrophy as well as osteoporosis-like bone loss. Away from the Earth’s protective magnetic field, space radiation can damage nucleic acids, cells and tissues resulting in radiation sickness or cancer. The NASA FIT project – Fungal Pathogenesis, Immunity and Tumorigenesis Studies – involved a 12-day Space Shuttle experiment with Drosophila melanogaster flies. Additionally, ground based studies involved the exposure of flies to proton irradiation to investigate the genetic, cellular and behavioural effects. The aims of this project, as part of FIT, were to characterize adaptations of apoptosis and immune system functions following space flight as well as ground based proton radiation exposure. Furthermore, it was of interest if changes in immune system function can be linked to an altered level of apoptosis. RT-PCR gene expression studies of Minibrain, Morgue and Wengen, proteins involved in cell death and immune system functions, showed a trend towards increased apoptotic activity of space flown flies after a bacterial infection in comparison to infected ground control flies. Those trends were also observed by measurement of caspase enzyme activities in space flown animals. Proton irradiation increased fragmentation of DNA in Drosophila hemocytes, which was investigated with the TUNEL assay. Tumor suppressor p53 activation in response to proton treatment was shown with a Drosophila strain containing a p53 radiation response element in front of a GFP protein. Phagocytosis activity was investigated with the Alexa Fluor E.coli Phagocytosis Assay and the Clearance Assay, both showing that high proton irradiation exposure levels can be responsible for an elevated activity level in hemocytes.