Bröderna Mark Kelly och Scott Kelly deltog i den viktiga NASA -tvillingstudien. NASA Har du någonsin undrat vad som händer med människokroppen när den hänger i rymden under en längre tid? Bara baserat på Hollywood -produktioner, män och kvinnor som navigerar i galaxen verkar alltid ha det bra när de landar tillbaka på jorden, men är astronauter så lyckliga i verkligheten? NASA gjorde det till sitt uppdrag att ta reda på, och resultaten kan överraska dig.
I en ny landmärke -DNA -studie som just publicerades den 12 april, 2019 års nummer av tidskriften Science, forskare från John Hopkins, Stanford och andra institutioner avslöjar att efter ett år i rymden, astronauten Scott Kelly upplevde ingen större, långsiktiga skillnader mot hans epigenom (aka rekordet av kemiska förändringar i DNA) jämfört med hans tvillingbrors, Arizona senatskandidat Mark Kelly, som stannade fast på jorden. (Mark är make till den tidigare kongresskvinnan Gabby Giffords som sköts tom under ett konstituerande möte som hölls utomhus i Casas Adobes, Arizona.)
Medan forskarna bakom studien säger att konsekvenserna av deras arbete inte är helt tydliga ännu, det verkar som om ytterligare forskning om astronauternas genomer i rymden kan hjälpa till att förutsäga vilka unika hälsoproblem de kan utsättas för.
"Tvillingstudien har varit ett viktigt steg mot att förstå epigenetik och genuttryck i mänsklig rymdfärd, "J.D. Polk, DO, hälso- och sjukvårdschef, NASA:s högkvarter, sade i ett uttalande. "Detta har hjälpt till att informera om behovet av personlig medicin och dess roll för att hålla astronauterna friska under djuputforskning av rymden, när NASA går fram till månen och åker vidare till Mars. "
Här är affären med att sätta din kropp i rymden:Den utsätter dig för skadliga ultravioletta strålar, strålning, begränsad mat och träning, lägre gravitation, störda sömncykler och ett okänt antal andra potentiella faror. Och medan forskare har ägnat årtionden åt att studera effekterna av rymdresor på astronauter, de flesta av dessa män och kvinnor har rest på uppdrag som max är på sex månader. För att resa någonstans, som att säga, Mars, uppdrag måste vara mycket längre, och forskare säger att det är viktigt att förstå vilka effekter dessa superförlängda uppdrag har på människokroppen.
"Detta är gryningen för mänsklig genomik i rymden, "Andrew Feinberg, M.D., Bloomberg Distinguished Professor of Medicine, Biomedicinsk teknik och mental hälsa vid Johns Hopkins University sade i ett uttalande. "Vi utvecklade metoderna för att göra dessa typer av mänskliga genomiska studier, och vi borde göra mer forskning för att dra slutsatser om vad som händer med människor i rymden. "
När forskare talar om förändringar i epigenetik, de syftar på kemiska DNA -tweaks. Dessa små förändringar kan ha stor inverkan på en persons hälsa genom att påverka hur gener uttrycks, men de påverkar inte den genetiska koden själv. Potentiella problem dyker upp när epigenetiska förändringar sker på fel tid eller plats och i sin tur gör att vissa gener slås på eller av vid olämplig tid och plats.
En stor fördel med denna nya forskning är det faktum att den studerar identiska tvillingar som naturligt har identiskt genetiskt material. Men medan studieämnena erbjuder en sällsynt och unik inblick i potentialen för långsiktiga genetiska förändringar i rymden, forskarna är snabba att erkänna den lilla provstorleken innebär att mer testning är avgörande. "Eftersom vi bara har två personer i vår studie, vi kan inte säga att dessa förändringar beror på själva rymdfärden, "Feinberg sa." Vi behöver fler studier av astronauter för att dra sådana slutsatser. "
Metodiken för studien omfattade insamling av blodprov, fysiologiska data och kognitiva mätningar från varje Kelly-tvilling vid olika punkter under en 27-månadersperiod, innan, under och efter Scotts ettåriga rymduppdrag. Om du undrar hur i hela världen (eller universum) Scotts prover nådde forskarna från rymden, de transporterades via en raket (ja, allvarligt).
I framtiden, forskare hoppas kunna bearbeta och lagra prover ombord på själva den internationella rymdstationen, men för denna studie, prover raketerades tillbaka till jorden och bearbetades inom 48 timmar. Sedan undersökte Feinberg och hans team brödernas genomer, letar efter epigenetiska förändringar, fokuserar specifikt på två typer av vita blodkroppar och undersöker en process som kallas metylering, som uppstår när kemiska förändringar som kallas metylgrupper läggs till DNA.
Generellt, det fanns ungefär lika många epigenetiska förändringar i Scott som i hans tvilling. Den största skillnaden observerades nio månader i Scotts rymduppdrag när 79 procent av hans DNA metylerades (när metyl tillsätts till DNA), jämfört med 83 procent av Marks DNA. Platserna för metylering var olika hos båda männen; Scotts metylering uppträdde nära gener i immunsystemets svar, som forskare tror korrelerar med ytterligare data som fann att Scott hade ökade markörer i samband med inflammation.
"Det var uppmuntrande att se att det inte fanns någon massiv störning av epigenomen i vare sig Mark eller Scott, "tidigare postdoktorand/nuvarande seniorforskare vid HudsonAlpha Institute for Biotechnology, Lindsay Rizzardi, sade i ett uttalande. "Dock, med bara två personer i studien, vi är begränsade i de slutsatser vi kan dra om rymdresor på genomet. Men resultaten ger oss ledtrådar till vad vi bör undersöka närmare i framtida studier av astronauter. "
Nu är det intressantEn annan konstig sak hände Scott i rymden:Formen på en av hans ögonbollar ändrades. När han kom tillbaka till jorden, hans näthinnanerv och veck i choroidlagret som omger ögat var tjockare. Den här typen av förändringar har observerats hos andra manliga astronauter tidigare, men inte honor.
