Pirmais pētījums par dvīņu kosmosā izskatās kā labas ziņas ceļojumam uz Marsu

NASA | Attēlu rediģējis MIT Technology Review

Pirms trim gadiem uz Zemes atgriezās amerikāņu astronauts Skots Kellijs. Viņa atgriešanās no Starptautiskās kosmosa stacijas 2016. gada 1. martā beidza viņa ASV rekordu uzstādīšana 340 dienas kosmosā zem medicīniskā mikroskopa. Viņa dvīņubrālis Marks Kellijs (kurš bija astronauts) bija zem līdzīgas uzraudzības šeit uz Zemes. Pāris piedāvāja unikālu iespēju izpētīt, kā cilvēka ķermenis reaģē uz ilgu laiku kosmosā, sniedzot mums ieskatu par to, kas varētu notikt ceļojumos, piemēram, uz Marsu.

Tagad, vairāk nekā trīs gadus vēlāk, mēs beidzot iegūstam skaidru priekšstatu par to, ko mikrogravitācija, starojums un kosmosa vide nodarīja Skota ķermenim. Pirmie rezultāti, publicēts Science šodien desmitiem pētnieku no visas pasaules, viņi sola cilvēces nākotni kosmosā. Tās galvenokārt ir ļoti labas ziņas kosmosa lidojumiem un tiem, kas vēlas pievienoties astronautu rindām, saka Kornela profesors Kriss Meisons, NASA dvīņu pētījuma galvenais pētnieks. Lai gan ķermenī ir ārkārtīgi daudz izmaiņu, tas arī uzrāda neparastu plastiskumu, atgriežoties normālā sauszemes stāvoklī.

Pētījumā tika aplūkoti vairāki bioloģiskie marķieri, sākot no imūnsistēmas (tā darbojās līdzīgi kā uz Zemes) līdz acs ābolu formai (Skota tīklenes nervs bija sabiezējis). Bet divi no izcilajiem rezultātiem tika iegūti, rūpīgāk aplūkojot DNS un gēnu ekspresiju.

NASA

Sjūzena Beilija un viņas kolēģi no Kolorādo štata universitātes koncentrējās uz Skota Kellija telomēru garuma un saistītā enzīma telomerāzes novērošanu. Telomēri atrodas DNS galos, un to garums parasti norāda uz vecumu un veselību. Tādas lietas kā novecošana, stress un starojums var izraisīt to samazināšanos.

Tā kā kosmosa lidojumi pakļauj cilvēkus gan stresam, gan starojumam, pētnieki gaidīja, ka viņa telomēri saīsinās. Tas bija tieši pretēji, saka Beilija. Tiklīdz mūsu agrākie paraugi [tika ņemti] lidojuma laikā, kas notika aptuveni divu nedēļu laikā pēc tam, kad viņš atradās tur augšā, mēs Skotā redzējām ievērojami garākus telomērus nekā viņam bija pirms došanās.

Un šī tendence saglabājās visu Kellija laiku kosmosa stacijā. Kopumā viņa telomēri pagarinājās par aptuveni 14,5%.

Tātad, ko tas nozīmē? Nedomājiet, ka kosmosā pēkšņi esam atraduši jaunības strūklaku. Nedēļas laikā pēc atgriešanās viņa telomēri ievērojami saīsinājās. Tās ir ļoti, ļoti raksturīgas kosmosa lidojumiem un ļoti straujas izmaiņas, kuru dēļ mēs tiešām skrāpējām galvu par to, kas pasaulē varētu izraisīt šādu lietu, saka Beilija. Skota Kellija vidējais telomēru garums atgriezās normālā stāvoklī sešu mēnešu laikā, bet neparasti liels skaits īsu telomēru, kas izveidojās viņam atgriežoties uz Zemi, palika viņa ķermenī.

Galvenais trūkstošo datu elements rada zināmu noslēpumu par to, kāpēc tas notika. Dati par telomerāzi, fermentu, kas saistīts ar telomēru garumu, netika atgriezti laboratorijā. Lai gan paraugi no Kellijas ķermeņa kosmosā pētniekiem nonāca mazāk nekā 48 stundu laikā, vide pārgājienā uz laboratoriju netika pietiekami labi kontrolēta, lai novērstu telomerāzes aktivitātes zudumu. Atgriešanās uz Zemi Sojuz kapsulā nav līdzvērtīga perfektiem laboratorijas apstākļiem.

Otra galvenā izmaiņa tika konstatēta Skota Kellija gēnu ekspresijā vai veidā, kā DNS virza šūnas, lai izveidotu tādus komponentus kā olbaltumvielas.

Pētnieki redzēja, ka lidojuma laikā daudzi gēni izslēdzas un atkal ieslēdzas, īpaši tie, kas saistīti ar cirkulāciju un imūnsistēmu. Šīs izmaiņas norāda uz to, kā ķermenis mēģina pielāgoties telpai.

Meisons stāsta, ka misijas pirmajā pusē viņi redzēja, ka gandrīz 1500 gēnu mainīja savu izpausmi. Misijas otrajā pusē mainījās sešas reizes vairāk. Tas liek domāt, ka cilvēka ķermenis mainās visu laiku telpā, nevis tikai tad, kad tas ierodas.

Līdzīgi kā telomēru rezultātos, lielākā daļa gēnu ekspresijas izmaiņu mainījās pēc Scott Kellija pārnākšanas mājās. Tomēr šķiet, ka vairāki simti gēnu ir atcerējušies savu laiku telpā un turējušies pie maiņām.

Vai tas ir daudz un kāda ir tiešā ietekme uz veselību, mēs vēl nezinām. Lielākajai daļai rakstā minēto skaitļu nav salīdzināšanas punkta. Tas ir līdzīgi pirmajai reizei, kad mēs izmērījām kādam asinsspiedienu, saka Meisons. Mēs nezinājām, kādi ir faktiskie atsauces skaitļi, līdz sākām mērīt vairāk cilvēku.

Lai gan viņam ir daudz vairāk datu par savu veselību, nekā vairums cilvēku jebkad var sapņot, Skots Kellijs sacīja MIT Technology Review, ka viņš neplāno veikt nekādas papildu darbības, pamatojoties uz šo informāciju. Viņš jutās slikti uzreiz pēc nolaišanās, kā to dara lielākā daļa astronautu, taču tagad viņš nepamana lielas atšķirības savā veselībā. Es jūtos savādāk nekā tad, kad sāku, bet tas, iespējams, tāpēc, ka esmu četrus gadus vecāks, viņš saka.

Nākamie Beilijas komandas soļi mēģina izveidot labākas testēšanas metodes telomerāzes aktivitātes novērošanai Starptautiskajā kosmosa stacijā vai atpakaļ uz Zemes. Meisons arī meklē tehnoloģiju, kuras mērķis ir novērst laika spiedienu uz parauga transportēšanas posmu. Viņa komanda pat izpildīja pirmā DNS sekvencēšana SKS un vēlas to turpināt. Lielākā daļa citu komandu cer uz plašāku izlases lielumu un, iespējams, ilgākiem testiem. Ar vienu astronautu nepietiek, lai izdarītu galīgus secinājumus, tāpēc tādi pētnieki kā Meisons divus mēnešus, sešus mēnešus un gadu ilgos testos pētīs papildu astronautus. Tomēr šīm misijām salīdzinājumam nebūs priekšrocības, ko sniedz uz zemes izvietots dvīnis.

[Astronauti] var izvēlēties būt par cilvēku pētniecības subjektu, saka Kellija. Jūs varat izvēlēties vai nedarīt zinātni vai nedarīt to. Taču tik maz cilvēku ceļo uz kosmosu, un ideja ir tāda, ka mēs esam šeit zinātnes dēļ. Es domāju, ka tas ir jūsu pienākums reģistrēties visām šīm lietām.

paslēpties