Необичайно проучване на Скот и Марк Кели от НАСА открива промени в генната експресия в продължение на почти една година в космоса.

Инструменти за статии

близнаци-астронавти

Пат Съливан/AP Photo

Астронавтът на НАСА Скот Кели (вляво) прекара една година на борда на Международната космическа станция без близнака си Марк.

Предварителните резултати са от безпрецедентното изследване на близнаци на НАСА - подробна сонда за генетичните различия между астронавта Скот Кели, прекарал близо една поредна година в космоса, и неговия близнак Марк. Измерванията, предприети преди, по време и след мисията на Скот Кели, разкриват промени в генната експресия, метилиране на ДНК и други биологични маркери, които е вероятно да се отдадат на времето му в орбита.

От дължината на хромозомите на близнаците до микробиомите в червата им, „почти всички съобщават, че виждаме разлики“, казва Кристофър Мейсън, генетик от Weill Cornell Medicine в Ню Йорк. Той и други учени от проекта съобщиха за ранните резултати на 26 януари в Галвестън, Тексас, на среща на учени, работещи в Програмата за човешки изследвания на НАСА. „Данните са толкова свежи, че някои от тях все още излизат от машините за секвениране“, казва Мейсън.

Предизвикателството сега е да се разнищят колко от наблюдаваните промени са специфични за физическите изисквания на космическия полет - и колко може да се дължат просто на естествени вариации. И тъй като близнаците Кели са само двама души, резултатите може да не са обобщителни за другите.

И все пак, работата е някои от най-подробните молекулярни профили, правени някога, включващи някои от най-взискателните физически среди. „Най-голямото значение на проучването е да покажем, че можем да го направим“, казва член на екипа Андрю Файнберг, генетик от Медицинския факултет на университета „Джон Хопкинс“ в Балтимор, Мериленд. „Не мисля, че хората осъзнаваха, че ще бъде толкова лесно да се прави геномика на астронавтите в космоса.“

Скот Кели прекарва 340 дни в космоса през 2015–16, като му дава общо 520 дни. Марк Кели, също астронавт, преди това е летял в космоса общо 54 дни в рамките на четири мисии с космическа совалка между 2001 и 2011 г.

Космически калъф

Тъй като двамата мъже имат почти идентични геноми и сходни житейски преживявания, НАСА организира вземане на кръв и други биологични проби от тях, за да се опита да наблюдава биологични промени, предизвикани от дългосрочен космически полет.

Изследванията на теломерите на близнаците, капачките на краищата на техните хромозоми, показват, че по време на космически полет теломерите на Скот са станали по-дълги от тези на брат му. „Това е точно обратното на това, което сме смятали“, казва Сюзън Бейли, радиационен биолог от Държавния университет в Колорадо във Форт Колинс. Втора лаборатория е изследвала същите проби и е потвърдила това озадачаващо увеличение на дължината на теломерите, казва тя.

След като Скот се върна на земята, дължината на теломерите му се върна относително бързо до нивата му преди полета. Учените работят, за да разберат какво означава това, и провеждат отделно изследване на дължината на теломерите при десет несвързани астронавти, които, когато бъдат завършени през 2018 г., може да хвърлят повече светлина върху това как космическият полет влияе върху теломерите.

ДНК метилирането - обратимото добавяне на химичен маркер към ДНК, който може да повлияе на генната експресия - намалява в Скот по време на полет и се увеличава в Марк за същия период, казва Файнберг. Нивата и за двамата мъже се върнаха близо до нивата преди полета, след като Скот се върна на Земята. Какво означава това още не е ясно, казва Файнберг.

Екипът на Мейсън също съобщава за промени в подписите за експресия на гени между близнаците. Подобни промени се случват при земните хора през цялото време, свързани с промени в околната среда, като промени в диетата и навиците на съня. Но промените в Скот изглеждаха по-големи от нормалното - може би поради стреса от ядене на лиофилизирана храна и опит за сън, докато плавате в космоса.

Изхвърляне на данни?

Персонализираната медицина може да играе роля в плановете на НАСА за това как да поддържаме астронавтите здрави по време на дългосрочен космически полет, като бъдещи пътувания до Марс. Например агенцията може да поиска да използва генетични тестове, за да скринира кандидатите за астронавти за чувствителност към рак, се казва в доклад от 6 януари от Националните академии на науката, инженерството и медицината на САЩ.

Всъщност публикуването на резултатите от изследването на близнаците ще отнеме известно време и пълните данни може никога да не излязат. Поради подробния характер и огромното количество генетична информация, включена в проучванията, близнаците Кели ще прегледат цялата информация, преди да бъде публикувана, за да избегнат разкриването на чувствителни данни, които може да пожелаят да запазят в личен живот.

„Тук работим с малък брой хора, които могат да бъдат идентифицирани“, каза Джон Чарлз, ръководител на Програмата за човешки изследвания на НАСА, на срещата.