Resultater af Landmark NASA DNA Twin Study er i

Har du nogensinde spekuleret på, hvad der sker med menneskekroppen, når den er suspenderet i rummet i en længere periode? Alene baseret på Hollywood -produktioner, mænd og kvinder, der navigerer i galaksen, ser altid ud til at have det fint, når de lander tilbage på jorden, men er astronauter så heldige i virkeligheden? NASA gjorde det til sin mission at finde ud af, og resultaterne kan overraske dig.

I en ny skelsættende DNA -undersøgelse, der netop blev offentliggjort den 12. april, 2019 -udgaven af ​​tidsskriftet Science, forskere fra John Hopkins, Stanford og andre institutioner afslører, at efter et år i rummet, astronaut Scott Kelly oplevede ingen større, langsigtede forskelle på hans epigenom (alias registreringen af ​​kemiske ændringer i DNA) sammenlignet med hans tvillingebrors, Arizona Senatskandidat Mark Kelly, der holdt fast plantet på Jorden. (Mark er mand til den tidligere kongreskvinde Gabby Giffords, der blev skudt blank under et konstituerende møde, der blev holdt udendørs i Casas Adobes, Arizona.)

Mens forskerne bag undersøgelsen siger, at konsekvenserne af deres arbejde ikke er helt klare endnu, det ser ud til, at yderligere forskning om astronauters genomer i rummet kan hjælpe med at forudsige, hvilke slags unikke sundhedsproblemer de kan have risiko for.

"Tvillingestudiet har været et vigtigt skridt i retning af at forstå epigenetik og genekspression i menneskelig rumfart, "J.D. Polk, GØR, chef for sundhed og læge, NASAs hovedkvarter, sagde i en erklæring. "Dette har hjulpet med at oplyse behovet for personlig medicin og dets rolle i at holde astronauter sunde under udforskning af dybe rum, som NASA går frem til Månen og rejser videre til Mars. "

Kroppe i rummet

Her er handlen med at sætte din krop i rummet:Det udsætter dig for skadelige ultraviolette stråler, stråling, begrænset mad og motion, lavere tyngdekraft, forstyrrede søvncyklusser og et ukendt antal andre potentielle farer. Og mens forskere har brugt årtier på at studere virkningerne af rumrejser på astronauter, de fleste af disse mænd og kvinder har rejst på missioner, der maksimalt varer på seks måneder. For at rejse et sted, ligesom sige, Mars, missioner skal være meget længere, og forskere siger, at det er afgørende at forstå de virkninger, disse superudvidede missioner har på menneskekroppen.

"Dette er begyndelsen på menneskelig genomik i rummet, "Andrew Feinberg, M.D., Bloombergs fornemme professor i medicin, Biomedicinsk teknik og mental sundhed ved Johns Hopkins University sagde i en erklæring. "Vi udviklede metoderne til at udføre disse typer af menneskelige genomiske undersøgelser, og vi burde undersøge mere for at drage konklusioner om, hvad der sker med mennesker i rummet. "

Når forskere taler om ændringer i epigenetik, de refererer til kemiske DNA -tweaks. Disse små ændringer kan have en stor indvirkning på en persons helbred ved at påvirke den måde, gener udtrykkes på, men de påvirker ikke selve den genetiske kode. Potentielle problemer dukker op, når epigenetiske ændringer sker på det forkerte tidspunkt eller sted og igen får visse gener til at tænde eller slukke på det upassende tidspunkt og sted.

En stor fordel ved denne nye forskning er, at den studerer identiske tvillinger, der naturligt har identisk arvemateriale. Men mens forsøgspersonerne giver et sjældent og unikt indblik i potentialet for langsigtede genetiske ændringer i rummet, forskerne er hurtige til at indrømme, at den lille prøvestørrelse betyder, at flere test er afgørende. "Da vi kun har to personer i vores undersøgelse, vi kan ikke sige, at disse ændringer skyldes selve rumrejsen, "Feinberg sagde." Vi har brug for flere undersøgelser af astronauter for at drage sådanne konklusioner. "

Twins Study Methodology

Metodikken til undersøgelsen involverede indsamling af blodprøver, fysiologiske data og kognitive målinger fra hver Kelly-tvilling på forskellige punkter i en periode på 27 måneder, Før, under og efter Scotts etårige rummission. Hvis du undrer dig over, hvordan i alverden (eller universet) Scotts prøver nåede forskerne fra rummet, de blev transporteret via en raket (ja, helt seriøst).

I fremtiden, forskere håber at kunne behandle og opbevare prøver ombord på selve den internationale rumstation, men med henblik på denne undersøgelse, prøver blev raket tilbage til jorden og behandlet inden for 48 timer. Derefter undersøgte Feinberg og hans team brødrenes genomer, leder efter epigenetiske ændringer, specifikt fokus på to typer hvide blodlegemer og undersøge en proces kaldet methylering, som opstår, når kemiske ændringer kaldet methylgrupper tilføjes til DNA'et.

Generelt sagt, der var omtrent lige så mange epigenetiske ændringer i Scott, som der var i hans tvilling. Den største forskel blev observeret ni måneder i Scotts rummission, da 79 procent af hans DNA blev methyleret (når methyl tilsættes til DNA), sammenlignet med 83 procent af Marks DNA. Stederne for methylering var forskellige hos begge mænd; Scotts methylering optrådte nær gener i immunsystemrespons, som forskere mener korrelerer med yderligere data, der fandt ud af, at Scott havde øget markører forbundet med betændelse.

"Det var opmuntrende at se, at der ikke var nogen massiv forstyrrelse af epigenomet i hverken Mark eller Scott, "tidligere postdoktorel/nuværende seniorforsker ved HudsonAlpha Institute for Biotechnology, Lindsay Rizzardi, sagde i en erklæring. "Imidlertid, med kun to personer i undersøgelsen, vi er begrænsede i de konklusioner, vi kan drage om virkningen af ​​rumrejser på genomet. Men resultaterne giver os spor til, hvad vi bør undersøge nærmere i fremtidige undersøgelser af astronauter. "

En anden underlig ting skete for Scott i rummet:Formen på en af ​​hans øjenkugler ændrede sig. Da han kom tilbage til Jorden, hans nethinde nerve og folderne i choroidlaget, der omgiver øjet, var tykkere. Disse former for ændringer er blevet observeret hos andre mandlige astronauter før, men ikke hunner.