пространство

Близнаци в космоса: как космическите пътувания засягат генната експресия

Учените имаха рядка възможност да видят какУсловията на Международната космическа станция засегнаха генната експресия чрез сравняване на идентични близнаци: един от тях прекара около година в космоса, а другият остана на Земята. Околната среда на космическата станция предизвика промени в генната експресия чрез епигенетичен процес. Учените от НАСА вече знаят, че астронавтите ще бъдат изложени на физически стрес по различни начини.

Изследванията на генетичния фон на астронавтите могатобяснете защо някои от тях са по-склонни към здравословни проблеми, когато се върнат на Земята. Тези резултати могат да доведат до индивидуални превантивни мерки за уязвимите астронавти. И най-изненадващо е, че тези открития могат да доведат до разработването на методи за лечение на всички синдроми, които ни засягат на Земята.

Какво се случва с човек в космоса: пример за близнаци

НАСА изучава ефектите от космическите пътуванияза човешкото тяло от самото начало на космическата ера. На пресконференция, проведена около седмица след пристигането си в Международната космическа станция (МКС), канадският астронавт Дейвид Сен Жак заяви, че се чувства "малко претоварен" и "с голямо, подуто червено лице, сякаш виси наопаки на напречната греда." Това неприятно усещане се дължи на преразпределението на течността от долната част към горната част на тялото.

Здравето на космонавтите след дълги мисии

Въздействия върху здравето, произтичащи отрезултатът от дългите полети в космоса не е добре разбран. Като цяло, астронавтите поддържат отлично психическо и физическо здраве в сравнение с населението, дори при връщане от дългосрочни мисии. И все пак, здравните ефекти от такива мисии са научно признати, включително проблеми със сърдечно-съдовата система и зрението, причините за които се изучават.

Учени от НАСА проучват как се проявява генното изразяванеДНК се превръща в тъкан - промени в отговор на влиянието на околната среда върху МКС. Полето на епигенетика описва механизмите, чрез които фактори на околната среда, като микрогравитация, относително високи нива на въглероден диоксид и възможни скокове на радиация, променят начина на четене на ДНК.

Те също искат да знаят как уникалната ДНК на всеки човек еАстронавтът ще определи отговора си към средата на космическата станция. Сега от 37 проучвания, които се провеждат на космическата станция, 3 са посветени специално на генетичните изследвания.

Две страни на една и съща монета

Предварителните резултати са изключителнипроучвания на идентични близнаци подкрепят идеята, че космическите пътувания могат да повлияят на генната експресия в различни органи. От 2015 до 2016 г. астронавт Скот Кели беше на борда на МКС за 340 последователни дни. Брат му близнак Марк остана на Земята. Основният генетичен код на Скот не се е променил, но средата на космическата станция засегна как този код се трансформира в тъкан.

Според един от водещите учени в товаИзследването на близнаците на Кристофър Мейсън, тези промени са настъпили във важни биологични пътища, свързани с образуването на кости и имунната система. Промените в генната експресия са категоризирани за възможен риск като „ниско, средно или високо”.

Промени в нискорисковата генна експресия(около 93% от всички промени) се върнаха към нормалното, когато Скот се върна на Земята. Според Мейсън възможните промени от среден на висок риск не са се променили след шест месеца и „те ще ги следят.“ Например, имаше промени в израза, което доведе до формулирането на имунната система в "високата тревога".

Въпреки че изследването на идентични близнаци дава най-добрата оценка на влиянието на космическото пространство върху експресията на гените, няма толкова много близнаци.

Потвърждаване на резултатите в близнаците Келище изисква изследвания от други астронавти. В момента тези проучвания се провеждат на Международната космическа станция за потвърждение, тъй като течна биопсия (безклетъчни ДНК и РНК проби от кръвта) се събира за анализ. Но експериментите с участието на близнаците послужиха като "трамплин за всички последващи изследвания", казва Мейсън.

Мисиите променят мнението си

Предишни изследвания за здравето на очите в групатаастронавтите предполагат, че не всички астронавти ще реагират еднакво на живота на космическа станция. Астронавтният офталмологичен синдром е състояние, което засяга някои астронавти. Тези промени в очите се класифицират от НАСА като "значителен риск за космическите пътници" и включват промени в лещата и формата на окото.

В някои случаи астронавтите с отлично зрение.преди космическия полет, „те се връщат с нуждата да носят очила“, казва Скот Смит, водещият биохимик в NASA. "Видяхме химически промени в кръвните проби (от астронавтите) преди полета, затова решихме да изучаваме генетика."

За това изследване бяха осигурени кръвни проби.72 астронавти. Анализът показа, че генетичният фон на всеки астронавт играе определена роля в определянето на уязвимостта на очите им или епигенетичния отговор на вредните тригери на космическата станция.

Космически очи и земни червеи

Проучването предполага, че някоиастронавтите могат да бъдат предупредени за личния риск от развитие на проблеми със зрението по време на дълги космически полети. Още по-добре прилагайте и прилагайте индивидуални превантивни мерки за хора с най-голям риск от заболяване.

„Почти цялата работа в НАСА е важна за широката общественост“, казва Смит.

С астронавтния офталмологичен синдром се свързвадруг, много по-често срещан здравен проблем тук на Земята. Оказва се, че същите генетични варианти и промени в серумните фактори, които са свързани с очни проблеми при астронавтите, също са свързани със синдрома на поликистозните яйчници, форма на безплодие при жените.

Генетични и епигенетични изследвания върхуастронавтите ще осигурят астронавти с персонализирани медицински подходи в космоса. И те биха могли да осигурят на хората на Земята потенциални методи за лечение на сложни заболявания. Това са предварителните резултати от проучването.

И да не пропускаме новите резултати, прочетете ни в Дзен.