Bạn đã bao giờ tự hỏi chính xác điều gì sẽ xảy ra với cơ thể con người khi nó lơ lửng trong không gian trong một khoảng thời gian dài? Chỉ dựa trên các sản phẩm của Hollywood, những người đàn ông và phụ nữ điều hướng thiên hà dường như luôn ổn khi họ hạ cánh trở lại Trái đất, nhưng liệu các phi hành gia có may mắn như vậy trong thực tế? NASA đã thực hiện sứ mệnh của mình để tìm hiểu và kết quả có thể khiến bạn ngạc nhiên.
Trong một nghiên cứu về DNA mang tính bước ngoặt mới vừa được công bố trên tạp chí Science ngày 12 tháng 4 năm 2019, các nhà nghiên cứu từ John Hopkins, Stanford và các tổ chức khác tiết lộ rằng sau một năm trong không gian, phi hành gia Scott Kelly không gặp phải sự khác biệt lớn và lâu dài nào đối với epigenome (hay còn gọi là bản ghi về những thay đổi hóa học đối với DNA ) so với người anh em song sinh của mình, ứng cử viên Thượng viện Arizona Mark Kelly , người đã ở lại Trái đất vững chắc. (Mark là chồng của cựu Dân biểu Gabby Giffords, người đã bị bắn chết trong một cuộc họp bầu cử được tổ chức ngoài trời ở Casas Adobes, Arizona.)
Mặc dù các nhà khoa học đứng sau nghiên cứu nói rằng tác động của công việc của họ vẫn chưa hoàn toàn rõ ràng, nhưng có vẻ như nghiên cứu bổ sung về bộ gen của các phi hành gia trong không gian có thể giúp dự đoán những loại vấn đề sức khỏe duy nhất mà họ có thể gặp phải.
JD Polk, DO, giám đốc y tế và y tế, trụ sở NASA, cho biết trong một tuyên bố: “Nghiên cứu về các cặp song sinh là một bước quan trọng nhằm tìm hiểu biểu sinh và biểu hiện gen trong chuyến bay của con người. "Điều này đã giúp cung cấp thông tin về nhu cầu của y học cá nhân hóa và vai trò của nó trong việc giữ cho các phi hành gia khỏe mạnh trong quá trình khám phá không gian sâu, khi NASA tiến lên Mặt trăng và hành trình lên sao Hỏa."
Các cơ thể trong không gian
Đây là cách giải quyết việc đưa cơ thể bạn vào không gian : Nó khiến bạn tiếp xúc với tia cực tím có hại , bức xạ, thức ăn và tập thể dục hạn chế, trọng lực thấp hơn, chu kỳ giấc ngủ bị gián đoạn và một số nguy cơ tiềm ẩn khác. Và trong khi các nhà khoa học đã dành nhiều thập kỷ để nghiên cứu tác động của du hành vũ trụ đối với các phi hành gia, thì hầu hết những người đàn ông và phụ nữ này đã thực hiện các sứ mệnh kéo dài tối đa là sáu tháng. Để du hành đến một nơi nào đó, chẳng hạn như sao Hỏa, các sứ mệnh cần phải kéo dài hơn nhiều, và các nhà khoa học nói rằng điều quan trọng là phải hiểu những tác động của những sứ mệnh siêu kéo dài này đối với cơ thể con người.
Andrew Feinberg, MD, Giáo sư Y khoa, Kỹ thuật Y sinh và Sức khỏe Tâm thần tại Đại học Johns Hopkins cho biết: “Đây là buổi bình minh của bộ gen người trong không gian . "Chúng tôi đã phát triển các phương pháp để thực hiện các loại nghiên cứu bộ gen người này và chúng tôi nên nghiên cứu thêm để đưa ra kết luận về những gì xảy ra với con người trong không gian."
Khi các nhà khoa học nói về những thay đổi biểu sinh , họ đang đề cập đến những chỉnh sửa DNA hóa học. Những thay đổi nhỏ này có thể có tác động lớn đến sức khỏe của một người bằng cách ảnh hưởng đến cách các gen được biểu hiện, nhưng chúng không ảnh hưởng đến bản thân mã di truyền. Các vấn đề tiềm ẩn xuất hiện khi những thay đổi biểu sinh xảy ra vào thời điểm hoặc địa điểm sai và đến lượt nó khiến một số gen nhất định bật hoặc tắt vào thời điểm và địa điểm không thích hợp.
Một ưu điểm chính của nghiên cứu mới này là nó nghiên cứu những cặp song sinh giống hệt nhau , những người có vật chất di truyền giống hệt nhau một cách tự nhiên. Nhưng trong khi các đối tượng nghiên cứu cung cấp một cái nhìn hiếm có và độc đáo về tiềm năng thay đổi gen lâu dài trong không gian, các nhà nghiên cứu nhanh chóng thừa nhận kích thước mẫu nhỏ có nghĩa là cần phải kiểm tra nhiều hơn. Feinberg nói: “Vì chúng tôi chỉ có hai người trong nghiên cứu của mình, nên chúng tôi không thể nói rằng những thay đổi này là do du hành vũ trụ . "Chúng tôi cần nhiều nghiên cứu hơn về các phi hành gia để đưa ra kết luận như vậy."
Phương pháp nghiên cứu sinh đôi
Phương pháp nghiên cứu bao gồm việc thu thập các mẫu máu, dữ liệu sinh lý và các phép đo nhận thức từ mỗi cặp song sinh Kelly ở nhiều thời điểm khác nhau trong khoảng thời gian 27 tháng, trước, trong và sau sứ mệnh không gian một năm của Scott. Nếu bạn đang tự hỏi làm thế nào trong thế giới (hoặc vũ trụ) các mẫu vật của Scott đến được với các nhà khoa học từ không gian, chúng được vận chuyển qua một tên lửa (vâng, nghiêm túc).
Trong tương lai, các nhà khoa học hy vọng có thể xử lý và lưu trữ các mẫu trên chính Trạm Vũ trụ Quốc tế, nhưng với mục đích của nghiên cứu này, các mẫu được phóng trở lại Trái đất và được xử lý trong vòng 48 giờ. Sau đó, Feinberg và nhóm của ông đã kiểm tra bộ gen của hai anh em, tìm kiếm những thay đổi biểu sinh, đặc biệt tập trung vào hai loại tế bào bạch cầu và kiểm tra một quá trình gọi là methyl hóa, xảy ra khi những thay đổi hóa học được gọi là nhóm methyl được thêm vào DNA.
Nói chung, có nhiều thay đổi biểu sinh ở Scott giống như ở người song sinh của anh ấy. Sự khác biệt lớn nhất được quan sát thấy trong 9 tháng thực hiện sứ mệnh không gian của Scott khi 79% DNA của anh ấy bị methyl hóa (khi methyl được thêm vào DNA), so với 83% DNA của Mark. Vị trí của quá trình metyl hóa là khác nhau ở cả hai nam giới; Quá trình methyl hóa của Scott xuất hiện gần các gen trong phản ứng của hệ thống miễn dịch, mà các nhà nghiên cứu tin rằng tương quan với dữ liệu bổ sung cho thấy Scott đã tăng các dấu hiệu liên quan đến viêm.
Lindsay Rizzardi, cựu sinh viên sau tiến sĩ / nhà khoa học cấp cao hiện tại tại Viện Công nghệ Sinh học HudsonAlpha, cho biết: “Thật đáng khích lệ khi thấy rằng không có sự gián đoạn lớn nào về epigenome ở Mark hay Scott . "Tuy nhiên, chỉ với hai người trong nghiên cứu, chúng tôi bị giới hạn trong kết luận có thể rút ra về ảnh hưởng của du hành vũ trụ đối với bộ gen. Nhưng phát hiện cho chúng tôi manh mối về những gì chúng tôi nên kiểm tra kỹ hơn trong các nghiên cứu về phi hành gia trong tương lai. "
Bây giờ điều đó thật thú vị
Một điều kỳ lạ khác đã xảy ra với Scott trong không gian: Hình dạng của một trong các nhãn cầu của anh ấy đã thay đổi. Khi trở về Trái đất, dây thần kinh võng mạc và các nếp gấp ở lớp màng mạch bao quanh mắt dày hơn. Những thay đổi này đã được quan sát thấy ở các phi hành gia nam khác trước đây, nhưng không phải nữ.