Год в космосе не только изменит ваш внешний вид, но и трансформирует ваши гены.
Предварительные результаты исследования близнецов Келли показывают, что 7% генов астронавта Скотта Келли не вернулись к нормальной жизни после его возвращения на Землю два года назад. Из этого следует вывод, что братья больше не являются генетическими близнецами.
В исследовании рассматривается то, что происходило с Келли до, во время и после того, как он провел один год на борту Международной космической станции через обширное сравнение с его идентичным близнецом, Марком, который остался на Земле.
Трансформация 7% ДНК Скотта предполагает долгосрочные изменения генов, связанных, по меньшей мере, с пятью биологическими путями и функциями.
Новейшие результаты этого уникального исследования организма Скотта Келли, вышедшего в отставку из НАСА, были опубликованы в 2018 году для программы исследований человека НАСА. В прошлом году опубликовал первый раунд предварительных результатов на семинаре 2017 года. В целом, результаты 2018 года подтвердили результаты с 2017 года с некоторыми дополнениями.
Чтобы отслеживать физические изменения, вызванные временем в космосе, ученые измеряли метаболиты Скотта (необходимые для поддержания жизни), цитокины (секретируемые клетками иммунной системы) и белки до, во время и после его миссии. Исследователи узнали, что космический полет связан со стрессом организма в недостатке кислорода, повышенным воспалением и резкими изменениями содержания в крови питательных веществ, которые влияют на экспрессию генов.
В частности, Крис Мейсон из Weill Cornell Medicine сообщил об активации «космических генов» Скотта, подтвердив результаты своего отдельного исследования NASA, опубликованного в прошлом году. Чтобы лучше понять генетическую динамику каждого близнеца, Мейсон и его команда сосредоточились на химических изменениях РНК и ДНК. Последовательность цельного генома показала, что каждый близнец имеет более чем ожидаемые уникальные мутации в своем геноме.
Хотя 93% генетической экспрессии Скотта вернулись к норме, как только он вернулся на Землю, подмножество нескольких сотен «космических генов» оставалось нарушенным. Некоторые из этих мутаций, обнаруженные только после космического полета, считаются вызванными стрессами космических путешествий.
Работа Мейсона показывает, что одним из наиболее важных изменений в клетках Скотта была гипоксия или недостаточное количество оксигенации тканей, вероятно, из-за недостатка кислорода и высокого уровня углекислого газа. Возможный ущерб митохондриям также наблюдался в клетках Скотта, о чем свидетельствует митохондриальный стресс.
Команда Мейсона также увидела изменения в длине теломер Скотта, колпачки в конце хромосом, которые считаются маркером биологического старения. Во-первых, произошло значительное увеличение средней длины, когда он находился в космосе, а затем произошло сокращение длины в течение примерно 48 часов после его посадки на Землю, которая стабилизировалась до почти предполетных уровней. Ученые полагают, что эти изменения теломер, а также повреждение ДНК и восстановление ДНК, измеренные в клетках Скотта, были вызваны как радиационными, так и калорийными ограничениями.
Кроме того, команда обнаружила изменения свертывания крови и формировании костей, что, скорее всего, привело к сдвигу жидкости и нулевой гравитации. Исследователи также обнаружили гиперактивную иммунную активность.
Исследование близнецов Келли дали ученым представление о том, что происходит с человеческим телом в космосе за пределами обычных шестимесячных миссий Международной космической станции, ранее изученных другими астронавтами. Десять групп исследователей, в том числе команда Мейсона, рассматривают широкий спектр информации о здоровье близнецов Келли.
Напомним, что однолетняя миссия Келли является научным шагом к запланированной трехлетней миссии на Марс.
Исследование того, как человеческое тело приспосабливается к невесомости, изоляции, радиации и стрессу длительных космических полетов, необходимо, прежде чем астронавты будут отправлены в путешествие, которое утроит время, которое люди потратили в космосе до сих пор.
