Да прекараш година в Космоса не само променя външния ти вид, но и трансформира гените ти.
Предварителните резултатите от изследването на близнаци (Twin Study), провеждано от НАСА, показва, че 7 процента от гените на космонавта Скот Кели не са се върнали към нормалния си вид, след като той се завърна на Земята преди 2 години.
Изследването проследява какво се е случвало с Кели преди, по време и след като той прекара почти една година на борда на Международната космическа станция. За целта са направени пространни сравнения на резултатите с неговия идентичен брат близнак Марк, който е останал на Земята като обект за сравнение.
Така от НАСА са установили, че двамата доскоро идентични близнаци вече не са генетично еднакви.
Американският астронавт Скот Кели и руският космонавт Михаил Корниенко се завърнаха на Земята на 2 март 2016 г. след като прекараха 340 дни на борда на Международната космическа станция. Това е два пъти по-дълго време от приеманото за нормално.
Разширеният им престой беше част от експеримента на НАСА, който цели да изучи ефекта от продължителното стоене в космоса върху физиологията на човека. Мисията беше и рекорд по продължителен престой на Международната космическа станция.
Командир Кели е човекът, прекарал най-много време в космоса - 520 дни в рамките на общо 4 полета.
Програмата
Изследването на близнаци, което НАСА провежда, помага на агенцията да разбере какво се случва с човешкото тяло отвъд обичайния шестмесечен престой на Международната космическа станция.
Десет групи изследователи търсят най-разнообразна информация за здравословното състояние на близнаците Скот и Марк Кели, включително и как животът извън планетата Земя може да се отрази на бактериите в организма ни, костите ни и имунната ни система.
НАСА вече има представа как се отразява 6-месечен престой в Космоса. Едногодишната мисия на Кели в Космоса е първото стъпало по пътя към планираната 3-годишна мисия на Марс.
Преди това е нужно изследване на начините, по които човешкото тяло се приспособява към безтегловността, изолацията, радиацията и стресът от дългото пътуване в Космоса.
Засечените промени
Трансформацията на 7 процента от ДНК-то на Скот предполага, че при него налице са по-дълготрайни промени в гени, които са свързани с поне пет биологични функции. Новите предварителни резултати от това уникално изследване бяха разкрити от Програмата за изследване на човека на НАСА през януари.
За да се наблюдават физическите промени, предизвикани от прекарването на време космоса, учените са изследвали метаболитите на Скот (нужни за поддържането на живота), цитокини (отделяни от имунни клетки) и протеини (основният „двигател” във всяка клетка).
Това е ставало преди, по време и след мисията на космонавта. Изследователите са научили, че космическия полет е свързан със стрес от лишаването от кислород и драматична промяна на храненето, което се отразява върху генната експресия.
Крис Мейсън от медицинското училище „Уайл Корнел Медисин” в Ню Йорк е част от един от 10-те екипа, които работят по изследването на близнаците. За да разбере по-добре динамиката на гените на всеки един от близнаците, Мейсън и неговите колеги се фокусират върху химическите промени в техните РНК (рибонуклеиновата киселина) и ДНК (дезоксирибонуклеинова киселина). Изследването на конфигурацията на целия геном е показала, че всеки от близнаците има повече от очакваните уникални мутации на генома – всъщност, тези мутации са били стотици.
Въпреки че 93 процента от генетичната експресия на Скот се е върнала към нормалното си състояние след неговото връщане обратно на Земята, подмножество от няколкостотин „космически гени” са останали „разстроени”.
Предполага се, че някои от тези мутации, откривани само сред космически полет, са свързани със стреса от космическото пътуване. А при включването и изключването на гените, може да настъпи промяна във функцията на клетките.
В подготвка за пътешествие към Марс
Работата на Мейсън показва, че една от най-важните промените в клетките на Скот е хипоксия – или намалена оксигенация на тъканите, вероятно заради липсата на достатъчно кислород и високите нива на въглороден диоксид. В клетките на Скот вероятно е имало поражения и по митохондриите – „енергийните фабрики на клетките”.
Екипът на Мейсън също така е открил промени в дължината на теломерите на Скот. Става дума за окончанията на неговите хромозоми, които се считат за маркер за биологично остаряване – колкото повече остарява човек, толкова по-къси стават тези окончания.
Първо, при Скот налице е било значително увеличение в средната им дължина, докато той е бил в космоса. След това има намаляване на дължината им в рамките на първите 48 часа от неговото кацане на Земята, като теломерите са се стабилизирали на почти същото ниво като това преди полета.
Учените вярват, че тези промени в теломерите, заедно с щетите по ДНК-то и последващото му възстановяване, отчетени в клетките на Скот, са били причинени от радиация и ограниченото приемане на калории.
Освен това екипът е открил промени и в нивата на колаген (главен компонент в хрущялите, сухожилията и ставните връзки), съсирването на кръвта и костното образуване на Скот. Всичко това най-вероятно е причинено от нулевата гравитация.
Изследователите са засекли и хиперактивна имунна активност, която вероятно се дължи от радикалната промяна в околната среда – а именно Космосът.
Изследването обаче не е приключило. През тази година ще се публикуват още резултати от работата на 10-те екипа. Целта е налице да е достатъчна информация за това как Космоса се отразява на човек при по-дълготраен престой, за да се гарантира успеха на една 3-годишна мисия до Марс.
