مروری بر شبیه‌سازی میکروگراویتی با شناوری مغناطیسی در تحقیقات گیاهی: طراحی آزمایش و پاسخ‌های سلولی

مطالعه اثر میکروگراویتی روی نمونه های زیستی، نیاز به انجام آزمایشات زیستی با استفاده از تسهیلات پروازی نظیر راکت های کاوشی، ماهوارهای زیستی و ایستگاه بین المللی فضایی دارد، اما آزمایشات زیستی در فضا پرهزینه و نادر بوده و نیاز به تکنیک‌های شبیه‌سازی روی زمین دارد. بنابراین از تسهیلات زمینی نظیر کلینواستت دوبعدی، ماشین چرخش تصادفی و شناوری مغناطیسی برای شبیه‌سازی میکروگراویتی استفاده می‌نمایند. نمونه زیستی تحت میدان مغناطیسی با گرادیان بالا بصورت معلق قرار گرفته و میکروگراویتی شبیه‌سازی اعمال می شود. با استفاده از این روش می‌توان محیط‌هایی با سطح جاذبه پائین و یا بالا ایجاد نمود و تاثیر میدان مغناطیسی و میکروگراویتی را روی نمونه‌های زیستی بررسی نمود. این تکنیک دارای مزایای بسیاری در مقایسه با روش‌های دیگر برای دستیابی به میکروگراویتی است که از جمله آن زمان نامحدود آزمایش و دستیابی سریع به میکروگراویتی است. همچنین با تغییر شدت میدان، امکان شبیه‌سازی جاذبه در سطح ماه یا مریخ فراهم می شود. در این پژوهش، انواع مختلف شناوری مغناطیس با استفاده از میدان الکترومغناطیس و آهن ربا و چالش های طراحی آزمایشات زیستی بررسی خواهد شد. همچنین به بررسی پاسخ های ژنی و پروتئومیکی تحت شناوری مغناطیسی و مکانیسم رشد سلولی از طریق فازهای مختلف چرخه سلولی پرداخته خواهد شد.

a review on simulated microgravity with magnetic levitation in plant research: experimental design and cellular responses

studying the microgravity effect on biological samples requires biological experiments using flight facilities such as space shuttle, biological satellites, and the international space station, but biological studies in space are expensive and rare, and requires simulation techniques on the ground. therefore, ground facilities such as two-dimensional clinostat, random position machine, and magnetic levitation are used to create simulated microgravity. the biological sample is suspended under a high gradient magnetic field and simulated microgravity is applied. using this method, environments with low or high gravity can be created and the effect of magnetic field and microgravity can be investigated on biological samples. this technique has many advantages compared to other methods for achieving microgravity, including unlimited testing time and fast achievement of microgravity. also, by changing the intensity of magnetic field, it is possible to simulate gravity on the surface of the moon or mars. in this research, different types of magnetic levitation using electromagnetic field and magnet and the challenges of designing biological experiments will be investigated. also, the gene and proteomic responses under magnetic levitation and the mechanism of cell growth through different phases of the cell cycle will be studied.