Während die Kolonisierung anderer Planeten immer noch unerreichbar ist, untersuchen NASA-Wissenschaftler, wie lange der Weltraum den menschlichen Körper beeinflussen kann. Detaillierte Informationen liefert ein Experiment mit der Teilnahme von Zwillingen, von denen einer ein Jahr im Weltraum verbrachte, während der andere auf der Erde blieb.
Die Forschung mit Beteiligung von Marek und Scott Kelly ist Teil eines größeren wissenschaftlichen Projekts, das von der NASA durchgeführt wurde (Human Forschungsprogramm), bei denen Forscher analysieren, welche Veränderungen in Physiologie, Verhalten, menschlichem Mikrobiom und auf molekularer Ebene im menschlichen Körper unter dem Einfluss des Weltraums auftreten. Das Experiment zu Zwillingen läuft seit 2015. Die teilnehmenden Männer sind 50 Jahre alt und beide sind professionelle Astronauten und vor allem eineiige Zwillinge.
Jednjajowi = identisch (aber bis zur Zeit)
Eineiige Zwillinge sind natürliche Klone, weil sie das Ergebnis der Teilung einer Eizelle und ein Spermium sind und somit - haben das gleiche genetische Material. Daher sind sie zunächst nicht unterscheidbar. Die Anzahl der Unterschiede zwischen den Zwillingen nimmt jedoch im Laufe der Jahre natürlich zu. Jeder der Zwillinge trägt sein eigenes Gepäck mit Erfahrungen in Bezug auf Ernährungsgewohnheiten, Veränderungen in der Umwelt, Stress oder sogar die Anwesenheit eines Partners. Obwohl ihre Gene noch identisch sind, ihre Expression nicht mehr.
Zu Beginn der Genetik dachte man, dass unsere Gene unser Schicksal sind und die Umwelt einen großen Einfluss auf sie hat. Heute wissen wir, dass es nicht wahr ist. Derzeit wird menschliche DNA als eine Art Code für die Produktion von Proteinen behandelt. Damit dieser Code richtig gelesen werden kann, benötigt man dafür ein Handbuch - weil nicht alle Proteine gleichzeitig vom Körper benötigt werden. Diese Anweisung ist eine epigenetische Veränderung, die die Wirkung spezifischer Gene abhängig von den Umgebungsbedingungen einschließt oder ausschließt.
Solche epigenetischen Veränderungen traten auf, als Scott Kelly im Weltraum war.
Kosmos verjüngen?
Die erste Arbeit, die die Ergebnisse von Scott Kellys jährlichem Aufenthalt auf der Internationalen Raumstation zusammenfasst, wurde vor einem Jahr veröffentlicht. Es zeigte sich, dass der Weltraumflug mit viel Stress für den menschlichen Körper verbunden ist. Es wird durch eine reduzierte Menge an Sauerstoff, Entzündungen und diametralen Veränderungen in der Ernährung verursacht. Stress wiederum beeinflusst die Veränderung der Genexpression und die Länge der Telomere (wenn auch nicht wie erwartet).
Telomere sind die Enden von Chromosomen, die genetisches Material während der Zellteilung vor Schäden schützen. Jede nachfolgende Duplizierung der Zelle ist jedoch mit einer Verkürzung der Telomere verbunden. Wenn jemand älter ist, sind seine Telomere kürzer. Die Wissenschaftler hatten erwartet, in einer stressigen Umgebung wie Raum zu bleiben, wird in schnellen Verkürzung der Telomere mit zwei im Raum relativ zu dem Bruder stationiert führen, die auf der Erde geblieben. Es stellte sich jedoch heraus, dass der einjährige Aufenthalt im Weltraum die Telomere von Scott Kelly verlängerte, sodass er ihn auf molekularer Ebene "verjüngte".
7 Prozent der Änderungen
Der kürzlich veröffentlichte zweite Artikel präsentiert die Details der DNA-Veränderungen im "kosmischen" Zwilling. Im Allgemeinen hat sich das genetische Material von Scott Kelly nicht dramatisch verändert, keine Mutationen in den Genen. Die Veränderung betraf nur den Ausdruck von Genen, die dem Körper helfen, mit der neuen Umgebung fertig zu werden. Diese Veränderung beinhaltete 7 Prozent der Gene, hauptsächlich im Zusammenhang mit dem Immunsystem, Reparatur von genetischem Material, Knochenrekonstruktion, Reaktion auf Hypoxie und überschüssiges Kohlendioxid. Die restlichen 93 Prozent der DNA veränderten sich nicht, oder ihre Expression kehrte kurz nach ihrer Rückkehr zu unserem Planeten auf den "Erdstandard" zurück.
Interessanterweise war die Rückkehr zur Erde mit einem vorübergehenden Rückgang der kognitiven Fähigkeiten verbunden. Wissenschaftler erklären es mit der Notwendigkeit, sich an Sonnenlicht und Schwerkraft zu gewöhnen.
Basiert auf:
Humanes Forschungsprogramm (NASA):https://www.nasa.gov/twins-study (Zugang am 20. April 2018)
