الفضاء

الجوزاء في الفضاء: كيف يؤثر السفر في الفضاء على التعبير الجيني

حصل العلماء على فرصة نادرة لمعرفة كيفالظروف في محطة الفضاء الدولية أثرت على التعبير الجيني من خلال مقارنة رواد فضاء متطابقين: قضى أحدهما حوالي عام في الفضاء ، وظل الآخر على الأرض. تسببت البيئة في المحطة الفضائية في حدوث تغييرات في التعبير الجيني من خلال عملية جينية. يعرف علماء ناسا بالفعل أن رواد الفضاء سيتعرضون للإجهاد البدني بطرق مختلفة.

دراسات للخلفية الوراثية لرواد الفضاء يمكناشرح لماذا يكون البعض منهم أكثر عرضة للمشاكل الصحية عند عودتهم إلى الأرض. يمكن أن تؤدي هذه النتائج إلى اتخاذ تدابير وقائية فردية لرواد الفضاء المعرضين للخطر. والأكثر إثارة للدهشة ، أن هذه الاكتشافات يمكن أن تؤدي أيضًا إلى تطوير طرق لعلاج جميع المتلازمات التي تؤثر علينا على الأرض.

ما يحدث لرجل في الفضاء: مثال على التوائم

ناسا تدرس آثار السفر إلى الفضاءلجسم الإنسان من بداية عصر الفضاء. في مؤتمر صحفي عقد بعد حوالي أسبوع من وصوله إلى محطة الفضاء الدولية (ISS) ، قال رائد الفضاء الكندي ديفيد سانت جاك إنه يشعر "بحمولة كبيرة" و "ذو وجه أحمر كبير منتفخ ، كما لو كان معلقًا رأسًا على عقب على العارضة". يرجع هذا الشعور غير المريح إلى إعادة توزيع السائل من الجزء السفلي إلى الجزء العلوي من الجسم.

صحة رواد الفضاء بعد مهمات طويلة

الآثار الصحية الناجمة عنليست مفهومة جيدا نتيجة الرحلات الطويلة في الفضاء. بشكل عام ، يحتفظ رواد الفضاء بصحة عقلية وجسدية ممتازة مقارنة بالسكان ، حتى عند عودتهم من مهام طويلة الأجل. ومع ذلك ، فقد تم التعرف على الآثار الصحية لمثل هذه المهمات علميا ، بما في ذلك مشاكل في نظام القلب والأوعية الدموية والبصر ، والتي يجري دراسة أسبابها.

يستكشف علماء ناسا كيف التعبير الجيني هو كيفيتم تحويل الحمض النووي إلى نسيج - تغييرات في استجابة لتأثير البيئة على محطة الفضاء الدولية. يصف مجال علم التخلق الآلية الآليات التي من خلالها تغير العوامل البيئية ، مثل الجاذبية الصغرى ، والمستويات العالية نسبيًا من ثاني أكسيد الكربون والطفرات الإشعاعية المحتملة ، طريقة قراءة الحمض النووي.

إنهم يريدون أيضًا معرفة كيفية عمل الحمض النووي الفريد لكل شخصسيحدد رائد الفضاء استجابته لبيئة المحطة الفضائية. الآن ، من أصل 37 دراسة تجرى في المحطة الفضائية ، 3 مكرسة على وجه التحديد للبحث الوراثي.

وجهان لعملة واحدة

النتائج الأولية استثنائيةتدعم دراسات التوائم المتماثلة فكرة أن السفر إلى الفضاء يمكن أن يؤثر على التعبير الجيني في مختلف الأعضاء. من عام 2015 إلى عام 2016 ، كان رائد الفضاء سكوت كيلي على متن المحطة الفضائية الدولية لمدة 340 يومًا متتاليًا. بقي شقيقه التوأم مارك على الأرض. لم يتغير الكود الوراثي الأساسي لـ Scott ، لكن بيئة المحطة الفضائية أثرت في كيفية تحويل هذا الرمز إلى نسيج.

وفقًا لأحد كبار العلماء في هذادراسة التوأم كريستوفر ماسون ، حدثت هذه التغييرات في المسارات البيولوجية الهامة المتعلقة بتكوين العظام والجهاز المناعي. تم تصنيف التغييرات في التعبير الجيني لخطر محتمل على أنه "منخفض ، متوسط ​​أو مرتفع".

التغييرات في التعبير الجيني منخفض الخطورة(حوالي 93 ٪ من جميع التغييرات) عاد إلى طبيعته عندما عاد سكوت إلى الأرض. ووفقًا لمايسون ، فإن التغييرات المحتملة من متوسطة إلى عالية المخاطر لم تتغير بعد ستة أشهر و "ستراقبهم". على سبيل المثال ، كانت هناك تغييرات في التعبير ، مما أدى إلى صياغة الجهاز المناعي في "حالة تأهب قصوى".

على الرغم من أن دراسة التوائم المتطابقة توفر أفضل تقدير لتأثير الفضاء الخارجي على التعبير عن الجينات ، لا يوجد الكثير من رواد الفضاء التوأم.

تأكيد النتائج في توائم كيليسوف تتطلب أبحاثًا من رواد فضاء آخرين. تجرى هذه الدراسات حاليًا في محطة الفضاء الدولية للتأكيد ، حيث يتم جمع خزعة سائلة (عينات خالية من الحمض النووي الريبي (DNA) وعينات من الحمض النووي الريبي من الدم) لتحليلها. يقول ماسون إن التجارب التي تمت بمشاركة التوأمين كانت بمثابة "نقطة انطلاق لجميع الأبحاث اللاحقة".

المهمات تغير رأيهم

دراسات سابقة لصحة العين في المجموعةيوحي رواد الفضاء أن رواد الفضاء لن يستجيبوا جميعًا للحياة على متن محطة فضائية. متلازمة العيون للفضاء هي حالة تصيب بعض رواد الفضاء. تصنف ناسا هذه التغييرات على أنها "خطر كبير على المسافرين إلى الفضاء" وتشمل تغييرات في عدسة العين وشكلها.

في بعض الحالات ، رواد فضاء بصر ممتاز.يقول سكوت سميث ، عالم الكيمياء الحيوية في مجال التغذية في ناسا قبل رحلة الفضاء ، "لقد عادوا مع الحاجة إلى ارتداء النظارات". "لقد رأينا تغييرات كيميائية في عينات الدم (من رواد الفضاء) قبل الرحلة ، لذلك قررنا دراسة علم الوراثة."

تم تقديم عينات دم لهذه الدراسة.72 رواد فضاء. أظهر التحليل أن الخلفية الوراثية لكل رائد فضاء تلعب دورًا معينًا في تحديد مدى ضعف عيونهم أو الاستجابة اللاجينية للمحفزات الضارة في المحطة الفضائية.

عيون الكونية وديدان الأرض

تشير الدراسة إلى أن بعضيمكن تحذير رواد الفضاء من المخاطر الشخصية لتطور مشاكل الرؤية أثناء الرحلات الفضائية الطويلة. والأفضل من ذلك أن تطبق وتنفذ تدابير وقائية فردية للأشخاص الذين يعانون من أكبر مخاطر الإصابة بالأمراض.

يقول سميث: "كل عمل في ناسا أمر مهم لعامة الناس".

ويرتبط متلازمة العيون رائد فضاءمشكلة صحية أخرى أكثر شيوعًا هنا على الأرض. اتضح أن نفس المتغيرات الوراثية والتغيرات في عوامل المصل المرتبطة بمشاكل العين لدى رواد الفضاء ترتبط أيضًا بمتلازمة المبيض المتعدد الكيسات ، وهو شكل من أشكال العقم عند النساء.

الدراسات الوراثية والجينيةسوف رواد الفضاء تزويد رواد الفضاء مع النهج الطبية الشخصية في الفضاء. ويمكن أن توفر للناس على الأرض طرق محتملة لعلاج الأمراض المعقدة. هذه هي النتائج الأولية للدراسة.

ولا تفوت النتائج الجديدة ، اقرأ لنا في Zen.