Американські вчені з'ясували, що геном людини виявився напрочуд стійким до впливу мікрогравітації. Під час експерименту дослідники не виявили пошкоджень ДНК після доби в умовах змодельованої невагомості, хоча окремі зміни у клітинах усе ж відбулися.
Про це повідомляє NASA, яке раніше досліджувало вплив космічних польотів на організм людини.
Тривале перебування в космосі спричиняє низку фізіологічних змін. Астронавти стикаються зі зменшенням м'язової маси, втратою щільності кісток, погіршенням зору та порушеннями роботи серцево-судинної й нервової систем.
Однак вплив невагомості на генетичний матеріал людини залишається недостатньо вивченим. Особливо важливо зрозуміти, чи здатна відсутність звичного земного тяжіння змінювати просторову організацію ДНК усередині клітин.
Раніше NASA провело масштабне дослідження Twins Study за участю братів-близнюків Скотта та Марка Келлі. Скотт приблизно рік перебував у космосі, тоді як Марк залишався на Землі, що дозволило порівняти зміни в організмах двох генетично близьких людей.
Дослідники встановили, що космічний політ впливає на певні біологічні процеси,
пов'язані з роботою генів. Водночас залишалося незрозумілим, наскільки сама мікрогравітація змінює фізичну структуру генома.
Новий експеримент провели науковці Центру фізики м'якої речовини Нью-Йоркського університету. Вони створили лабораторну систему, здатну відтворювати деякі умови невагомості без відправлення клітин у космос.
Для цього використовували спеціальну машину випадкового позиціонування, яка обертає зразки одночасно навколо двох осей. Завдяки постійній зміні положення клітин відносно сили тяжіння вчені змогли змоделювати вплив мікрогравітації.
Проте така установка має особливість: під час обертання в рідині виникають потоки, яких немає в умовах справжньої невагомості. Вони можуть механічно впливати на клітини та спотворювати результати дослідження.
Щоб усунути цю проблему, команда розробила спеціальні тривимірні алгоритми. Вони допомогли зменшити рух рідини та відокремити вплив мікрогравітації від механічного навантаження, спричиненого потоками.
Після 24 годин експерименту вчені дослідили клітини за допомогою сучасних методів мікроскопії. Вони вимірювали розміри клітинних ядер,
аналізували їхню оболонку, просторову організацію генетичного матеріалу та можливі пошкодження ДНК.
З'ясувалося, що змодельована мікрогравітація спричинила збільшення об'єму клітинного ядра. Це вказує на те, що звичайне земне тяжіння може впливати на його розміри.
Водночас структура й товщина ядерної оболонки залишилися практично незмінними. Просторова організація генома та його рух усередині ядра також не зазнали помітних змін протягом доби.
Найважливішим результатом стала відсутність виявлених пошкоджень ДНК, спричинених саме змодельованою мікрогравітацією. Натомість механічні потоки рідини призводили до пошкоджень генетичного матеріалу та змінювали форму клітин.
Доцентка кафедри фізики Нью-Йоркського університету Александра Зідовська пояснила, що гравітація постійно створює механічне навантаження на всі живі організми. Саме тому дослідники прагнули встановити, наскільки важливою вона є для підтримання структури людського генома.
За словами науковиці, отримані результати свідчать про високу стійкість генетичного матеріалу до короткочасного впливу невагомості. Проте це не гарантує, що такі самі показники збережуться під час багатомісячних космічних польотів.
Триваліша дія мікрогравітації та інших чинників космічного середовища, зокрема випромінювання, може спричиняти зміни, які неможливо виявити протягом однієї доби. Результати дослідження, опублікованого в журналі Science Advances, тому потребують подальшої перевірки в контексті майбутніх експедицій до Місяця та Марса.
