Jedan brat bio je u svemiru, a drugi na Zemlji: DNK im više nije ista

Prije tri godine NASA je počela “Twins Study” (studiju blizanaca), odnosno istraživački program u kojemu su učestvovala dvojica astronauta koji su braća blizanci.

Jedan od njih, Skot Keli (Scott Kelly), proveo je godinu dana u svemiru, dok je drugi, Mark godinu dana ostao na Zemlji, a cilj istraživanja bio je utvrditi hoće li biti razlika, i kakvih, u njihovim organizmima s obzirom na to da je jedan bio u svemiru cijelu godinu.

Nakon što se blizanac koji je bio u svemiru godinu dana vratio na Zemlju, počela su testiranja. Prema objavljenim preliminarnim rezultatima, pokazalo se kako DNK blizanaca više nije jednaka, odnosno kako se geni Skota Kelija nisu vratili u normalu nakon što se vratio na Zemlju.

Istraživanje proučava što se događalo Skotu prije, tokom i nakon godine dana koju je proveo na Međunarodnoj svemirskoj stanici i te podatke uspoređuje s podacima dobivenim proučavanjem njegovog identičnog brata blizanca, Marka, koji je svo to vrijeme proveo na Zemlji.

NASA je prema preliminarnim zaključcima utvrdila kako nekoć identični blizanci više nisu identični.

Transformiralo se sedam posto gena

Transformacija sedam posto Skotovih gena ukazuje na dugoročne promjene u genima koje su povezane s najmanje pet bioloških funkcija u organizmu, javlja CNN.

Najnoviji preliminarni rezultati objavljeni su u januaru ove godine, dok je lani NASA objavila prvi dio preliminarnih rezultata. Sve u svemu, rezultati dobiveni ove godine potvrđuju rezultate iz prethodne godine, ali daju i neke nove podatke.

Da bi mogli pratiti fizičke promjene uzrokovane boravkom u svemiru, naučnici su mjerili Skotove metabolite, koji su potrebni za održavanje na životu. Potom, mjerili su citokine koje proizvode stanice imunitetnog sistema te proteine koji pokreću svaku stanicu.

Istraživači su otkrili kako se let u svemir povezuje sa stresom nastalim uslijed pomanjkanja kisika, povećanim upalama i dramatičnim promjenama u hranjivim tvarima što su sve faktori koji utječu na gene.

Aktivirali se “svemirski geni”

Kris Mejson (Chris Mason) iz “Weill Cornell” škole za biomedicinu, informirao je o aktivaciji Skotovih “svemirskih gena”.

Kako bi bolje razumjeli genetsku dinamiku svakog od blizanaca, Mejson i njegov tim su se fokusirali na hemijske promjene do kojih je došlo u njihovoj RNK i DNK. Sekvenciranje cijelog genoma otkrilo je kako je svaki blizanac imao više od očekivanih mutacija u svom genomu, na stotine njih.

Iako se 93 posto Skotovih izražaja vratilo u normalu kada se vratio na Zemlju, podset od nekoliko stotina “svemirskih gena” ostao je nepromijenjen. Za neke od tih mutacija, koje se pronalaze samo nakon leta u svemir, vjeruje se kako ih uzrokuje stres kojem je organizam izložen za vrijeme leta u svemir. Kako se geni pale i gase, može doći do promjene funkcije u stanicama.

Jedna od najvažnijih promjena u Skotovim stanicama bila je hipoksija, odnosno nedovoljna količina kisika u tkivu, do čega je najvjerojatnije došlo zbog manjka kisika i velikih količina ugljičnog dioksida. Moguće je i da je došlo do štete u mitohondrijima, što pokazuje mitohondrijski stres i povećane razine mitohondrija u krvi.

Mejsonov tim uočio je promjene i u Skotovim telomerima, kapicama na kraju svakog hromosoma koje se smatraju markerima biološkog starenja. Prvo je došlo do velikog porasta u prosječnoj dužini svake dok je bio u svemiru, a potom je došlo do značajnog smanjenja oko 48 sati nakon što je sletio na Zemlju te se stanje gotovo u potpunosti vratilo u stanje kakvo je bilo prije leta u svemir, javlja CNN.

Naučnici vjeruju da su promjene u telomerima, ali i oštećenja na DNK i šteta na stanicama koje je DNK popravila uzrokovani radijacijom i restrikcijom u kalorijama.

Istraživanje je važna priprema NASA-i za planiranje putovanja na Mars

Dodatno, tim je otkrio promjene u Skotovim razinama kolagena, grušanju krvi i formaciji kostiju za koju pretpostavljaju da je došlo zbog promjene u tekućinama i boravka u prostori bez gravitacije. Istraživači su zabilježili i hiperaktivnost imunitetnog sustava, za koji smatraju da je toliko aktivan jer je bio izložen radikalnu drugačijem okruženju, svemiru..

Ova studija pomaže NASA-i da stekne uvid u to što bi se dogodilo ljudskom organizmu ako bi boravio u svemiru duže od uobičajenih šest mjeseci. Deset grupa naučnika rade na prikupljanju širokog spektra informacija o zdravlju Keli blizanaca, uključujući bakterije u želucu, sastav kostiju i imunitetni sustav koji bi mogli biti pogođeni životom van planeta.

Kelijeva jednogodišnja misija u svemiru bila je naučna prekretnica u planiranju trogodišnje misije na Mars, poručili su iz NASA-e.

Istraživanje kako se ljudsko tijelo prilagođava bestežinskom stanju, izolaciji, radijaciji i stresu uzrokovanim letom u svemir je potrebno prije nego što astronauti krenu na putovanja koja bi bila tri puta duža od boravka Skota Kelija u svemiru.