Американские ученые обнародовали первые предварительные результаты беспрецедентного космического исследования – детального изучения генетических изменений, которые происходят в организме человека в космических условиях.
Выяснить, как влияет на генетику организма долговременное пребывание человека в космосе в условиях невесомости и повышенного космического излучения, было заветной мечтой ученых на протяжении целых десятилетий.
Однако проведению научного исследования, результаты которого можно было считать достоверными, мешали ряд факторов технического характера. И главное — не была решена проблема контрольной группы. Иначе говоря, все люди имеют индивидуальные особенности, и если в организме космонавта в полете наблюдаются какие-то изменения, доказать, что они связаны именно с космосом, очень сложно.
Именно поэтому ученые возлагали большие надежды на NASA Twin Study —уникальный эксперимент, в котором участвовали близнецы — астронавты NASA Скотт и Марк Келли.
Марк и Скотт родились 21 февраля 1964 года, оба в прошлом служили в морской авиации, в отряд астронавтов попали в 1996 году. Марк летал только на шаттлах, общая продолжительность его пребывания в космосе составила 54 дня. Марк и Скотт — однояйцевые близнецы, обладают одинаковым набором генов — вот почему в NASA выбрали их для участия в масштабном эксперименте. В изучении близнецов приняли участие 12 различных университетов, которые проводили 10 отдельных исследований различных аспектов физиологии близнецов.
В марте 2016 года Скотт Келли вернулся на Землю, проведя почти год на Международной космической станции (всего за свою жизнь он провел в космосе 520 дней). Несмотря на то что результаты многочисленных измерений еще только обрабатываются, на днях ученые сообщили о первых неожиданных результатах.
«Почти все ученые отметили, что видят изменения, — от длины хромосом до микробиома кишечника», — заявил Кристофер Мейсон, генетик из Медицинского колледжа имени Уэйла Корнелла в Нью-Йорке.
Пожалуй, самыми неожиданными стали результаты измерения длины теломер — концевых участков хромосом, укорачивание которых ученые напрямую связывают с процессами старения. На протяжении всего полета у Скотта брались анализы крови, результаты которых показали, что в белых кровяных тельцах крови теломеры не уменьшались (процесс, связанный со старением), а росли.
«Это в точности противоречило нашим ожиданиям», — пояснила Сюзан Бейли, специалист по радиационной биологии из Университета Колорадо. Причем, по ее словам, к тем же выводам пришли и в другой независимой лаборатории.
Выяснилось, что по возвращении на Землю длина теломер Скотта довольно быстро вернулась к дополетным показателям. В настоящее время ученые пытаются выяснить причины этого явления и уже начали проводить аналогичные исследования на других астронавтах, которые закончатся в 2018 году.
Кроме того, ученые обратили внимание, что темпы метилирования ДНК — процесса модификации ДНК без изменения ее нуклеотидной последовательности уменьшились у Скотта и выросли у Марка во время эксперимента, причем вернулись к прежним показателям после его окончания. Ученым только предстоит найти объяснение этому.
Неожиданным считает удлинение теломер близнеца-астронавта заведующий лабораторией функционального анализа генома МФТИ и МГНЦ Михаил Скоблов.
«Это очень странно. Думаю, что их удлинения во время полета не ожидал никто, и самое интересное, что эффект исчез после возвращения, это тоже непонятно, — сказал Скоблов. — Исследования были сделаны грамотно и показали, что очень много процессов в клетке — и изменение хромосом, и метилирование, и изменение экспрессии генов — в невесомости протекают по-другому».
По его мнению, интерпретировать полученные результаты как омоложение организма в космическом полете пока рано. «Эксперименты на мышах показали, что если им искусственно удлинять теломеры, то они не омолаживаются, но живут дольше. Это интригующе, это интересно, думаю, полученные результаты спровоцируют всплеск интереса к этой теме», — добавил Скоблов.
А тем временем группа ученых из Мичиганского университета выяснила, что происходит с мозгом астронавтов во время космических миссий. Для этого специалисты сравнили результаты МРТ до и после полета у 12 астронавтов, проведших две недели в качестве членов экипажа шаттла, и 14 астронавтов, проведших полгода на МКС.
Оказалось, что у всех них сократились большие области серого вещества — по словам ученых, это связано с перераспределением жидкости в мозге в условиях микрогравитации. Также увеличился объем областей, отвечающих за движения ног и обработку получаемой от них сенсорной информации. Эти изменения были более выражены у астронавтов, побывавших на МКС. Исследователи охарактеризовали результаты как «выдающийся пример нейропластичности».
