Czy zastanawiałeś się kiedyś, co dokładnie dzieje się z ludzkim ciałem, gdy jest zawieszone w kosmosie przez dłuższy czas? Opierając się tylko na hollywoodzkich produkcjach, mężczyźni i kobiety, którzy poruszają się po galaktyce, zawsze wydają się być w porządku, zanim wylądują na Ziemi, ale czy w rzeczywistości astronauci mają tyle szczęścia? NASA postawiła sobie za cel, aby się dowiedzieć, a wyniki mogą cię zaskoczyć.
W nowym przełomowym badaniu DNA opublikowanym właśnie w czasopiśmie Science z 12 kwietnia 2019 r. Naukowcy z John Hopkins, Stanford i innych instytucji ujawniają, że po roku w kosmosie astronauta Scott Kelly nie doświadczył żadnych większych, długoterminowych różnic w stosunku do swojego. epigenom (znany również jako zapis zmian chemicznych w DNA ) w porównaniu z epigenomem jego brata bliźniaka, kandydata do Senatu Arizony Marka Kelly'ego , który pozostał mocno osadzony na Ziemi. (Mark jest mężem byłej kongresmenki Gabby Giffords, która została postrzelona z bliska podczas zebrania założycielskiego, które odbyło się na świeżym powietrzu w Casas Adobes w Arizonie).
Chociaż naukowcy odpowiedzialni za badanie twierdzą, że implikacje ich pracy nie są jeszcze do końca jasne, wydaje się, że dodatkowe badania genomów astronautów w kosmosie mogą pomóc przewidzieć, na jakie rodzaje unikalnych problemów zdrowotnych mogą być narażeni.
„Badanie Twins Study było ważnym krokiem w kierunku zrozumienia epigenetyki i ekspresji genów w ludzkich lotach kosmicznych” - powiedział w oświadczeniu JD Polk, DO, dyrektor ds. Zdrowia i medycyny w siedzibie NASA. „Pomogło to w informowaniu o potrzebie spersonalizowanej medycyny i jej roli w utrzymaniu zdrowia astronautów podczas eksploracji przestrzeni kosmicznej, w miarę jak NASA leci na Księżyc i dalej na Marsa”.
Ciała w kosmosie
Oto sposób na umieszczenie ciała w kosmosie : naraża Cię na szkodliwe promienie ultrafioletowe , promieniowanie, ograniczoną ilość pożywienia i ćwiczeń, niższą grawitację, zakłócone cykle snu i nieznaną liczbę innych potencjalnych zagrożeń. I chociaż naukowcy spędzili dziesięciolecia na badaniu wpływu podróży kosmicznych na astronautów, większość tych mężczyzn i kobiet odbyła misje trwające maksymalnie sześć miesięcy. Aby podróżować gdzieś, jak powiedzmy, na Marsa, misje muszą trwać znacznie dłużej, a naukowcy twierdzą, że kluczowe znaczenie ma zrozumienie wpływu tych super-rozszerzonych misji na ludzkie ciało.
„To początek genomiki człowieka w kosmosie” - powiedział w oświadczeniu dr Andrew Feinberg, wybitny profesor medycyny, inżynierii biomedycznej i zdrowia psychicznego Bloomberga na Uniwersytecie Johnsa Hopkinsa . „Opracowaliśmy metody przeprowadzania tego typu badań ludzkiego genomu i powinniśmy przeprowadzić więcej badań, aby wyciągnąć wnioski na temat tego, co dzieje się z ludźmi w kosmosie”.
Kiedy naukowcy mówią o zmianach epigenetyki , mają na myśli chemiczne modyfikacje DNA. Te drobne zmiany mogą mieć duży wpływ na zdrowie człowieka, wpływając na sposób ekspresji genów, ale nie wpływają na sam kod genetyczny. Potencjalne problemy pojawiają się, gdy zmiany epigenetyczne zachodzą w niewłaściwym czasie lub miejscu, co z kolei powoduje, że niektóre geny włączają się lub wyłączają w nieodpowiednim czasie i miejscu.
Główną zaletą tych nowych badań jest fakt, że badają one identyczne bliźnięta, które w naturalny sposób mają identyczny materiał genetyczny. Ale podczas gdy badani oferują rzadkie i wyjątkowe spojrzenie na potencjał długoterminowych zmian genetycznych w kosmosie, naukowcy szybko przyznają, że niewielki rozmiar próbki oznacza, że niezbędna jest większa liczba testów. „Ponieważ mamy tylko dwie osoby w naszym badaniu, nie możemy powiedzieć, że te zmiany są spowodowane samą podróżą kosmiczną” - powiedział Feinberg . „Potrzebujemy więcej badań astronautów, aby wyciągnąć takie wnioski”.
Metodologia badania bliźniaków
Metodologia badania obejmowała pobranie próbek krwi, danych fizjologicznych i pomiarów poznawczych od każdego bliźniaka Kelly w różnych momentach w okresie 27 miesięcy, przed, w trakcie i po rocznej misji kosmicznej Scotta. Jeśli zastanawiasz się, jak w świecie (lub wszechświecie) próbki Scotta dotarły do naukowców z kosmosu, zostały przetransportowane rakietą (tak, poważnie).
Naukowcy mają nadzieję, że w przyszłości będą przetwarzać i przechowywać próbki na pokładzie samej Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, ale na potrzeby tego badania próbki zostały wysłane rakietą z powrotem na Ziemię i przetworzone w ciągu 48 godzin. Następnie Feinberg i jego zespół zbadali genomy braci, szukając zmian epigenetycznych, koncentrując się w szczególności na dwóch typach białych krwinek i badając proces zwany metylacją, który zachodzi, gdy do DNA dodawane są zmiany chemiczne zwane grupami metylowymi.
Ogólnie rzecz biorąc, było mniej więcej tyle samo zmian epigenetycznych u Scotta, co u jego bliźniaka. Największą różnicę zaobserwowano dziewięć miesięcy po rozpoczęciu misji kosmicznej Scotta, kiedy 79 procent jego DNA zostało zmetylowanych (po dodaniu metylu do DNA), w porównaniu z 83 procentami DNA Marka. Miejsca metylacji były różne u obu mężczyzn; Metylacja Scotta pojawiła się w pobliżu genów w odpowiedzi układu odpornościowego, co według naukowców koreluje z dodatkowymi danymi, które wykazały, że Scott miał podwyższone markery związane ze stanem zapalnym.
„To było budujące, aby zobaczyć, że nie doszło do masowego zakłócenia epigenomu ani u Marka, ani u Scotta”, powiedział w oświadczeniu były doktorant / obecny starszy naukowiec w HudsonAlpha Institute for Biotechnology, Lindsay Rizzardi . „Jednak mając tylko dwie osoby w badaniu, jesteśmy ograniczeni w wnioskach, jakie możemy wyciągnąć na temat wpływu podróży kosmicznej na genom. Jednak odkrycia dają nam wskazówki, co powinniśmy dokładniej zbadać w przyszłych badaniach astronautów. "
Teraz to jest interesujące
Jeszcze jedna dziwna rzecz przytrafiła się Scottowi w kosmosie: zmienił się kształt jednej z jego gałek ocznych. Zanim wrócił na Ziemię, jego nerw siatkówkowy i fałdy w warstwie naczyniówki otaczającej oko były grubsze. Tego rodzaju zmiany obserwowano już wcześniej u innych astronautów płci męskiej, ale nie u kobiet.
