НАСА: жизнь в космосе «радикально поменяла» ДНК астронавта

Скотт Келли, бывший командир экипажа МКС, больше не является полным близнецом своего брата Марка Келли — работа примерно 7% его генов навсегда поменялась во время жизни на борту станции, сообщает LiveScience. "Когда Скотт отправился в космос, в его организме произошел целый ворох изменений в работе отдельных генов. Часть из них исчезла после возвращения на Землю, но другие перемены никуда не пропали, включая изменения в работе иммунной системы и сетчатки глаз. Столь большое количество изменений говорит о том, что тело в прямом смысле пыталось приспособиться к совершенно новой, "чужой" среде обитания", — заявил Кристофер Мейсон, руководитель проекта NASA Twins Study. Братья Келли участвовали в любопытном эксперименте НАСА, в рамках которого медики американского космического агентства пытались оценить то, как жизнь на орбите влияет на здоровье человека. Скотт и Марк — однояйцевые близнецы, чья жизнь протекала схожим образом до их первых полетов в космос. Оба выбрали схожие карьеры и стали астронавтами, что позволило ученым решить эту задачу максимально строгим образом.

Забрав пробы крови и других тканей перед и после годичной "командировки" Скотта на МКС, медики НАСА сравнили их с аналогичными образцами, полученными от Марка, и раскрыли интересных различий в работе тела и клеток двух астронавтов, которые вызвала жизнь в космосе.

К примеру, год назад молекулярные биологи обнаружили, что так называемые теломеры, концевые участки хромосом, защищающие их от поломок, стали длиннее в космосе, что указывает на некоторое "омоложение" клеток Скотта Келли. С другой стороны, были и негативные изменения — микрофлора его кишечника стала другой, в организме командира МКС начали чаще появляться воспаления, а состояние его костей несколько ухудшилось из-за жизни в невесомости.

Недавно Мейсон и его коллеги проанализировали то, как поменялась структура ДНК и активность некоторых генов Скотта Келли. Как шутят ученые, теперь его нельзя считать полноценным близнецом Марка Келли — примерно 7% его генов работают совсем не так, как они функционировали до полета на МКС.

Помимо участков ДНК, связанных с работой иммунитета и глаз, сильнее всего поменялась работа тех генов, которые отвечают за формирование костей, починку мутаций и реакцию на недостаток кислорода и избыток СО2. По словам генетиков, не все эти изменения были однотипными — часть генов была "отключена", а другие, наоборот, стали более активными.

Как отмечает Мейсон, его команда еще не завершила анализ данных, и сейчас ученые пытаются найти так называемые "космические гены", отвечающие за приспособление человека к жизни в невесомости. Их открытие и изучение, как надеются биологи, поможет нам понять, как лучше всего защитить человека при полете на Марс или при жизни на поверхности Луны и прочих небесных тел.

Ученые впервые прочитали последовательности ДНК в космосе

Ученые впервые определили последовательности ДНК в космосе, на борту Международной космической станции. О своих исследованиях ученые сообщили в журнале Scientific Reports. Астронавты Пегги Уитсон и Кейт Рубинс прочитали почти полные последовательности геномов кишечной палочки Escherichia coli, бактериофага лямбда, и митохондриальной ДНК домашней мыши. Позднее они провели полный цикл исследования микроорганизмов на МКС, начиная со сбора образцов, выращивания из них клеточных культур и заканчивая секвенированием ДНК. По оценкам ученых, полет на Марс может продлиться от полутора до трех лет. За это время иммунитет космических путешественников, вероятнее всего, будет функционировать хуже, чем на Земле. В то же время, патогенность микроорганизмов в условиях невесомости может вырасти, может повыситься и устойчивость бактерий к антибиотикам. Учитывая время полета, мониторинг активности микроорганизмов придется проводить на борту космического корабля.

С помощью секвенирования ДНК можно решить сразу несколько задач: определить возбудителя болезни, выяснить, как мутирует та или иная бактерия или вирус, и как меняется видовое разнообразие микроорганизмов. Для экспериментов по чтению ДНК на МКС в прошлом году доставили портативный секвенатор MinION и образцы нуклеиновых кислот кишечной палочки, бактериофага лямбда и представителя млекопитающих — домовой мыши.

Часть образцов исследовали на Земле и проводили эксперименты по секвенированию параллельно в космосе и, для контроля, в Космическом центре имени Линдона Джонсона NASA в Хьюстоне под руководством Сары Кастро-Уоллас. С августа 2016 по январь 2017 года было проведено 18 экспериментов (девять на Земле и девять в космосе).

Исследователи сомневались, что чувствительная мембрана секвенатора хорошо перенесет транспортировку на космическую станцию. Тем не менее, прибор не потерял работоспособности. В результате исследователям на МКС удалось полностью определить геномы кишечной палочки и бактериофага, и на 97% — митохондриальный геном мыши.