Исследование астронавтов-близнецов раскрыло влияние космоса на ДНК человека
Исследования влияния космоса на организм животных и человека начались ещё до исторического полёта Юрия Гагарина. Но ни одна из предыдущих работ не может сравниться с беспрецедентным экспериментом, в котором приняли участие братья-близнецы Скотт и Марк Келли.
Оба брата состоят в отряде астронавтов НАСА, но если Марк, совершивший четыре полёта на шаттлах, в общей сложности провёл в космосе 54 дня, суммарный налёт Скотта составляет 520 суток. В частности, Скотт Келли вместе с российским космонавтом Михаилом Корниенко принял участие в "годовой" экспедиции на МКС, которая продолжалась 340 дней кряду.
Само собой, учёные не могли упустить уникальную возможность сравнить физиологические и генетические особенности близнецов, чтобы найти различия, вызванные длительным пребыванием на орбите. Учёные отбирали у обоих братьев кровь и другие биологические образцы до, во время и после самой долгой экспедиции Скотта, и провели секвенирование их геномов.
И вот, наконец, команда учёных из нескольких крупных научных центров обнародовала первые результаты масштабного исследования. В докладе, представленном на встрече специалистов, занятых в программе НАСА по исследованию здоровья человека, сообщается, что генетический анализ показал изменения в экспрессии генов, метилировании ДНК и длине теломер в хромосомах Скотта, которые, скорее всего, связаны именно с его работой в космосе.
Исследование концевых участков хромосом, проведённое в двух независимых лабораториях, показало, что во время полёта на МКС теломеры Скотта выросли и стали длиннее, чем у его брата, но довольно быстро вернулись в нормальное состояние после возвращения на Землю. Радиационный биолог Сьюзан Бейли (Susan Bailey) из Университета Колорадо говорит, что такое странное поведение теломер противоречит теоретическим прогнозам и стало для учёных полной неожиданностью. Теперь, чтобы разобраться в странном явлении, генетики планируют в течение этого года изучить теломеры ещё десяти астронавтов.
Другие изменения в организме Скотта связаны с процессом метилирования, в ходе которого к молекуле ДНК добавляются химические маркеры, влияющие на активацию/дезактивацию генов без изменения последовательности самих "букв" ДНК. Пока Скотт находился на орбите, уровень метилирования ДНК в его клетках снижался, в то время как у Марка на Земле наблюдалось его увеличение. Так же как в случае с теломерами, эти изменения носили обратимый характер, и уровень метилирования ДНК Скотта вернулся к предполётным значениям вскоре после завершения миссии.
Команда под руководством Кристофера Мэйсона (Christopher Mason) из Корнеллского университета также обнаружила у Скотта Келли изменения в характере экспрессии генов. Подобное явление наблюдается у обычных людей при смене рациона питания или нарушении сна. Это может указывать на стресс, который испытывает организм астронавта при употреблении лиофилизированной пищи и во время сна в невесомости.
В ходе программы также проводилось исследование количественного и качественного состава липидов в крови близнецов, бактерий в желудочно-кишечном тракте и многих других параметров. Кроме этого, оценивалось изменение познавательных способностей космических путешественников.
Подробные результаты исследования пока не опубликованы, но данные об изменениях в организме человека в ходе длительного пребывания в космосе имеют огромное значение для планируемых экспедиций на Марс или к далёким астероидам. Например, они могут дать подсказку, на какие генетические особенности кандидатов следует обратить внимание, чтобы снизить риск развития у них рака или других заболеваний. (Лечить человека за пределами Земли будет весьма проблематично, при этом в такого рода экспедиции важен каждый член экипажа).
По словам учёных, перед публикацией результатов Марк и Скотт Келли ознакомятся со всей собранной о них информацией и сами примут решение, какие конфиденциальные сведения не стоит придавать огласке. А пока с подробностями исследования близнецов-астронавтов можно ознакомиться в специальном разделе на сайте НАСА.
Кстати, Скотт Келли не является рекордсменом по длительности пребывания в космосе. Самый долгий полёт продолжительностью 437 суток совершил российский космонавт Валерий Поляков, а мировой рекорд по суммарному времени нахождения в космосе принадлежит другому россиянину Геннадию Падалке, который в общей сложности налетал по орбите 878 дней.
