Blizanci u svemiru

Mark (lijevo) i Scott Kelly (desno), izvor: NASA

Konačno ćemo dobiti izvještaje o NASA-inom istraživanju genetičkih razlika između blizanaca Scotta i Marka Kellyja, jedinih blizanaca astroanuta. Astro-blizanaca. 

Podsjetimo, Mark i Scott su obojica astronauti, penzionisani oficiri mornanice SAD, inženjeri, veterani svemirskih letova i "zamorci" jedne opsežne studije slučaja koju je sprovela NASA. Naučnici su izmjerili mnoge parametre i uzeli uzorke od obojice braće prije nego je Scott otišao u misiju na Internacionalnu svemirsku stanicu u oktobru 2015. Scott se vratio na Zemlju u martu 2016. godine, dok je 1. aprila objavio da se penzioniše od NASA.

Mjerenja koja su obavljena prije, tokom i poslije ove duge misije pokazala su promjene u ekspresiji gena, ponajviše epigenetičke promjene u metilaciji DNK, ali i promjene u mikrobiomu (sastav crijevne flore) te nizu drugih parametara. Zapravo, zabilježeno je toliko različitih promjena i nivoa promjena, da je idući zadataka naučnika da utvrde koje su od ovih promjena zaista uzrokovane dugim boravkom u svemiru, a koje su posljedica prirodne varijacije. Problem ove studije jeste to što je ovo zaista studija slučaja i neće pružiti generalne podatke za cijelu populaciju, jer, znate, odakle poslati nekoliko desetaka ili stotina blizanaca u svemir, pa ih proučavati kako bi se zadovoljila veličina uzorka?

Uživanje plodova rada u svemiru: Scott Kelly, izvor: NASA

Mark Kelly je stariji od dvojice blizanaca, a sad je još stariji, zahvaljujući fenomenu koji objašnjava Specijalna teorija relativiteta: da vrijeme ne prolazi isto za objekt koji je na Zemlji i objekt koji se kreće. Mark Kelly je sada stariji za 5 milisekundi od Scotta.

Scott je u svemiru proveo, kada se zbroje svi sati svih misija u kojima je bio, 520 dana, dok je Mark bio mnogo manje u svemiru: 54 dana na 4 šatl-misije. Pošto su jednojajčani blizanci, bili su idealan par da se izvrše neka testiranja.

Dakle, Scott je bio u svemiru, opasnom i za život nepoželjnom prostoru punom kosmičkih zraka, određenih vrsta radijacija, u vještačkom biomu, ako se to za ISS može reći, hranio se specijalnom hranom i živio u uslovima ograničenog prostora, kisika i vode, boreći se sa nultom gravitacijom. Međutim, mjerenje telomera -krajeva hromosoma za koje smo utvrdili da se starenjem skraćuju - pokazalo je kako su se Scottove telomere produžile, što je upravo suprotno od onog što bismo očekivali. Naučnici su bili toliko iznenađeni ovim otkrićem da su ponovili mjerenje i došli do istog rezultata. To ih je ponukalo da urade i posebno istraživanje dužine telomera kod drugi astronauta jer nije jasno šta je uzrok ovih pojava i šta one znače. 

Telomere (svijetli krajevi), hromosomi sa po 1 hromatidom, poslije anafaze mitoze

Hromosomi, svijetli krajevi su telomere, u metafazi

Također. zabilježeno je da je nivo metilacije u DNK kod Scotta bio smanjen u odnosu na DNK u Markovim stanicama. Metilacija je epigenetički mehanizam regulacije aktivnosti gena. Promjene u ekspresiji gena se uobičajeno događaju i bez letova u svemir: zbog promjene okoline, ishrane i drugih vanjskih faktora kao što je količina sna, te se promjene u epigenetičkoj razini ekspresije između Scotta i Marka mogu objasniti na ovaj način.

U narednim godinama se očekuje objavljivanje više rezultata studije te će se težiti za pronalaženjem obrazloženja detektovanih promjena. 

Update: sredinom marta 2018. objavljeno je kako su pronađene razlike u ekspresiji gena između blizanaca. Procijenjeno je da oko 7% genske ekspresije Scotta Kellyja nije vraćeno na onu aktivnost koja je zabilježena prije njegovog odlaska u svemir.