Pirmasis dvynių tyrimas kosmose atrodo kaip gera žinia kelionei į Marsą

NASA | Vaizdą redagavo MIT Technology Review

Prieš trejus metus į Žemę sugrįžo amerikiečių astronautas Scottas Kelly. Jo grįžimas iš Tarptautinės kosminės stoties 2016 m. kovo 1 d. baigėsi JAV rekordinis bėgimas 340 dienų kosmose po medicininiu mikroskopu. Jo brolis dvynys Markas Kelly (buvęs astronautu) buvo panašiai stebimas čia, Žemėje. Pora suteikė unikalią galimybę patyrinėti, kaip žmogaus kūnas reaguoja į ilgą laiką kosmose – suteikdama mums žvilgsnį į tai, kas gali nutikti kelionėse į, tarkime, Marsą.

Dabar, praėjus daugiau nei trejiems metams, pagaliau gauname aiškų vaizdą apie tai, ką mikrogravitacija, radiacija ir kosminė aplinka padarė Scotto kūnui. Pirmieji rezultatai, paskelbtas Science šiandien dešimtys tyrėjų iš viso pasaulio rodo pažadą žmonijos kosminei ateičiai. Tai daugiausia labai gera žinia skrydžiams į kosmosą ir tiems, kurie nori prisijungti prie astronautų, sako Kornelio profesorius Chrisas Masonas, NASA dvynių tyrimo pagrindinis tyrėjas. Nors kūnas turi nepaprastai daug pokyčių, jis taip pat pasižymi nepaprastu plastiškumu grįždamas į įprastą antžeminę būseną.

Tyrimo metu buvo nagrinėjami įvairūs biologiniai žymenys – nuo ​​imuninės sistemos (ji veikė panašiai kaip Žemėje) iki akių obuolių formos (Scotto tinklainės nervas sustorėjo). Tačiau du išskirtiniai rezultatai buvo gauti atidžiau pažvelgus į DNR ir genų ekspresiją.

NASA

Susan Bailey ir jos kolegos iš Kolorado valstijos universiteto daugiausia dėmesio skyrė Scotto Kelly telomerų ilgiui ir susijusiam fermentui telomerazei stebėti. Telomerai yra DNR galuose, o jų ilgis paprastai reiškia amžių ir sveikatą. Tokie dalykai kaip senėjimas, stresas ir radiacija gali sukelti jų susitraukimą.

Kadangi skrydžiai į kosmosą žmones veikia ir stresą, ir spinduliuotę, tyrėjai tikėjosi, kad jo telomerai sutrumpės. Tai buvo visiškai priešingai, sako Bailey. Kai tik mūsų pirmieji mėginiai [buvo paimti] skrydžio metu, praėjus maždaug dviem savaitėms po jo buvimo ten, Scotte pamatėme žymiai ilgesnes telomeras, nei jis turėjo prieš išvykdamas.

Ir ši tendencija išliko visą Kelly laiką kosminėje stotyje. Apskritai jo telomerai pailgėjo maždaug 14,5%.

Taigi ką tai reiškia? Nemanykite, kad kosmose staiga radome jaunystės šaltinį. Per savaitę po jo sugrįžimo jo telomerai labai sutrumpėjo. Jie yra labai, labai specifiniai skrydžiams į kosmosą ir labai greiti pokyčiai, dėl kurių mes tikrai laužėme galvą, kas pasaulyje gali sukelti tokį dalyką, sako Bailey. Vidutinis Scotto Kelly telomerų ilgis normalizavosi per šešis mėnesius, tačiau jo kūne liko neįprastai daug trumpų telomerų, susidariusių jam grįžus į Žemę.

Pagrindinė trūkstamų duomenų dalis sukuria paslaptį, kodėl taip atsitiko. Duomenys apie telomerazę, fermentą, susijusį su telomerų ilgiu, į laboratoriją nepateko. Nors Kelly kūno mėginiai kosmose tyrėjams pateko per mažiau nei 48 valandas, aplinka keliaujant į laboratoriją nebuvo pakankamai gerai kontroliuojama, kad telomerazės veikla neprarastų. Grįžimas į Žemę „Sojuz“ kapsulėje neprilygsta tobuloms laboratorinėms sąlygoms.

Kitas svarbus pokytis buvo nustatytas Scotto Kelly genų ekspresijoje arba tai, kaip DNR nukreipia ląsteles gaminti tokius komponentus kaip baltymai.

Tyrėjai pastebėjo, kad daugelis genų išsijungia ir vėl įsijungia skrydžio metu, ypač susijusių su kraujotaka ir imunine sistema. Šie pokyčiai rodo, kaip kūnas bando prisitaikyti prie erdvės.

Masonas teigia, kad pirmoje misijos pusėje jie matė, kaip beveik 1500 genų pakeitė jų išraišką. Per antrąją misijos pusę pasikeitė šešis kartus daugiau. Tai rodo, kad žmogaus kūnas keičiasi visą laiką erdvėje, o ne tik tada, kai jis atvyksta.

Panašiai kaip ir telomerų rezultatai, dauguma genų ekspresijos pokyčių pasikeitė po to, kai Scottas Kelly grįžo namo. Tačiau atrodo, kad keli šimtai genų prisiminė savo laiką erdvėje ir laikėsi pamainų.

Ar tai daug ir koks yra tiesioginis poveikis sveikatai, kol kas nežinome. Daugumai straipsnyje pateiktų skaičių nėra palyginimo taško. Tai panašu į pirmą kartą, kai matavome kažkieno kraujospūdį, sako Masonas. Mes nežinojome, kokie yra tikrieji nuorodos skaičiai, kol nepradėjome matuoti daugiau žmonių.

Nors jis turi daug daugiau duomenų apie savo sveikatą, nei dauguma žmonių gali svajoti, Scottas Kelly sakė MIT Technology Review, kad remdamasis šia informacija neplanuoja imtis jokių papildomų veiksmų. Iš karto nusileidęs jis jautėsi blogai, kaip ir dauguma astronautų, tačiau dabar jis nepastebi didelio sveikatos skirtumo. Jaučiuosi kitaip nei tada, kai pradėjau veikti, bet tikriausiai todėl, kad aš esu ketveriais metais vyresnis, sako jis.

Kiti Bailey komandos žingsniai bando sukurti geresnius telomerazės aktyvumo stebėjimo metodus Tarptautinėje kosminėje stotyje arba atgal į Žemę. Masonas taip pat tiria technologiją, kuria siekiama pašalinti laiko spaudimą mėginio transportavimo žingsniui. Jo komanda netgi atliko pirmoji DNR seka TKS ir tikisi, kad tai dar labiau padėtų. Daugelis kitų komandų tikisi didesnio imties dydžio ir, galbūt, ilgesnių testų. Vieno astronauto neužtenka, kad būtų galima padaryti galutines išvadas, todėl mokslininkai, tokie kaip Masonas, per du mėnesius, šešis mėnesius ir metus truksiančius bandymus tirs papildomus astronautus. Tačiau šios misijos neturės naudos iš antžeminio dvynių palyginimui.

Kelly sako, kad [astronautai] gali pasirinkti būti tyrinėjamais žmonėmis. Galite pasirinkti arba nedaryti mokslą ar ne. Tačiau tiek mažai žmonių keliauja į kosmosą, o idėja yra ta, kad mes esame ten dėl mokslo. Manau, kad tai tarsi jūsų pareiga užsiregistruoti dėl visų šių dalykų.

paslėpti