FOTO: NASA
PRELIMINARNI rezultati studije koju je NASA provela na identičnim blizancima pokazali su da boravak u svemiru ima značajan utjecaj na zdravlje, ali i na gene i njihovu ekspresiju.
Iako su Mark i Scott Kelly obojica astronauti, Scott je tijekom istraživanja proveo godinu dana u svemiru dok je Mark bio na Zemlji.
Prema prvim nalazima (https://ntrs.nasa.gov/search.jsp?R=20160013632), koji će se još dugo obrađivati, stres boravka na Međunarodnoj svemirskoj postaji (ISS) odrazio se na različite biološke markere, od kromosoma do mikrobioma u crijevima.
Istraživanje je posebno zanimljivo jer su Mark i Scott međusobno toliko slični da je teško moguće naći sličnije – imaju gotovo istovjetne genome, slične karijere i slična životna iskustva. Od početka do kraja studije NASA-ini stručnjaci uzimali su krv i druge biološke uzorke obojice blizanaca. Scott Kelly u tih je godinu dana u 2015. i 2016. u svemiru proveo čak 340 dana.
Znanstvenici su već u ranijim studijama utvrdili da kod astronauta za dugih boravaka u bestežinskom stanju dolazi do promjena u gustoći kostiju i mišića, u cirkulaciji krvi i u kvaliteti vida. No ovo je prva temeljita studija promjena u raznim biomarkerima, uključujući i genske.
Velike promjene u DNA
Jedan od najzanimljivijih nalaza u novom istraživanju jest da su se Scottove telomere, zaštitne kapice na kromosomima, znatno produžile.
Telomere su kratki nizovi ponovljenih baza DNA na krajevima kromosoma. Uglavnom ne sadrže gene za kodiranje već služe kao svojevrsni osigurači ili amortizeri prilikom diobe stanice. Naime, tijekom starenja, prilikom svake podjele stanica, krajevi telomera se skraćuju. To se zbiva zato što u replikaciji kromosoma enzimi koji razdvajaju DNA ne mogu obaviti razdvajanje do samog kraja kromosoma. Kako bi šifra života ostala očuvana, odnosno kako se ne bi skratio kodirajući dio DNA, njegovi krajevi u kromosomima završavaju telomerima koji nemaju funkciju kodiranja. Kada se telomere tijekom starenja značajno skrate, greške u genomu postaju učestalije. Stoga se telomere povezuju s dugovječnošću, odnosno smatraju se jednim od indikatora trajanja života.
Stručnjaci vjeruju da se neočekivano produženje telomera može povezati sa Scottovim intenzivnijim vježbanjem i smanjenim unosom kalorija u svemiru.
Također je zanimljivo da se u Scottovu organizmu za boravka u svemiru smanjila metilacija DNA. Metilacija je reverzibilni proces u kojem se DNA dodaju metilne skupine čime se mijenja aktivnost genetskog koda, a da se njegova temeljna struktura ne promijeni. Ona uobičajeno potiskuje transkripciju, odnosno prepisivanje gena čime utječe na njihovu ekspresiju.
Ekspresija gena još je jedan od čimbenika koji su se promijenili u svemiru. Promjene nisu neočekivane jer ekspresija gena i na Zemlji ovisi o utjecajima u okolišu, kao što su primjerice prehrana ili navike spavanja.
Daljnja istraživanja pokazala su da su se telomere i razine metilacije DNA nakon boravka u svemiru vratili na razine slične onima prije početka studije.
Drugi nalazi
NASA-ini stručnjaci pratili su i druge promjene u organizmima blizanaca.
Tako su primjerice mjerenja kognitivnih sposobnosti utvrdila da boravak u svemiru nije ozbiljnije utjecao na Scotta, zabilježen je tek maleni pad u brzini i točnosti reakcija.
No tijekom drugog dijela njegove misije na ISS-u zabilježeno je značajno usporavanje formacije kostiju. Također je otkriven nagli porast u stvaranju C reaktivnih proteina koji se smatraju biomarkerima za upalne procese. Čini se da se on dogodio tijekom povratka na Zemlju, a stručnjaci vjeruju da je povezan sa stresom ponovnog ulaska u atmosferu i slijetanja.
Otkrivene su također i značajne promjene u Scottovu mikrobiomu, sastavu bakterija, virusa i gljivica u crijevima, no to se očekivalo jer je bio izložen bitno drugačijem okolišu i prehrani.
Studija još nije prošla recenziju niti je objavljena u nekom stručnom časopisu. Na to će još trebati pričekati. No malo je vjerojatno da će ikada biti objavljeni baš svi detalji promjena u DNA. Naime, blizanci će vjerojatno dio informacija htjeti zadržati u tajnosti iz razloga čuvanja privatnosti.