Starptautiska zinātnieku grupa pētīja zivis, kas apmeklējušas ISS, un atklāja šūnu mehānismus, kas kontrolē kaulu zudumu nulles smaguma stāvoklī. Izrādās, ka mikrogravitācija maina gēnus, kas ir atbildīgi par kaulu audu šūnu attīstību.
Patiesībā ar mikrogravitāciju saslimst ne tikai zivju skeleti. Kaulu audu zudums ir viena no nopietnākajām problēmām, ar ko saskaras astronauti laikā un pēc tam, kad viņi pārvietojas uz ISS. Zaudējumu izpausmes atgādina senilu osteoporozi, lai gan astronauti ar to saskaras ilgi pirms vecuma - kauli kļūst trauslāki un trauslāki un zaudē kalciju. Izmaiņas šūnu līmenī ir pamanāmas uzreiz pēc lidojuma niršanas plaknē.
Kaulu zuduma šūnu mehānisms līdz šim nav bijis skaidrs. Ir zināms, ka bezsvara stāvoklis dzīvā organismā ļoti maina - piemēram, sirds pamazām zaudē prasmi paātrināties, strauji mainoties spiedienam. Tāpēc astronauti, kas atgriezušies uz Zemes, no pēkšņām kustībām noģībst. Izmaiņas notiek arī gēnu ekspresijas līmenī, un tās tika novērotas, savācot biomateriālus no astronautiem.
ISS ierodas konteineri ar laboratorijas medaka zivīm
Lai uzzinātu, kas tieši notiek kaulu un skrimšļa šūnās ar nulles gravitāciju, zinātnieki nolēma nosūtīt Japānas akvārija zivis medaka (Oryzias latipes) uz SKS, kuras kaulu un skrimšļu attīstības šūnu mehānismi ir ļoti līdzīgi zīdītāju mehānismiem. 2014. gadā uz kosmosa stacijas klāja lidoja ģenētiski modificētas zivis, kuru ķermeņos dažu gēnu pastiprināta aktivitāte atklāja sevi kā spilgtu mirdzumu.
Izrādījās, ka jau pirmajā dienā nulles gravitācijā 105 gēni sāka smagi strādāt zivīs, un vēl 49, gluži pretēji, kosmosā bija daudz mazāk aktīvi nekā zivju ķermeņi no kontrolgrupas uz Zemes. No šiem gēniem 5 ir saistīti ar skeleta šūnu attīstību: divi regulē osteoblastu (jaunu kaulu šūnu) augšanu un trīs - osteoklasti - milzu šūnas, kas iesaistītas esošo kaulu audu izšķīdināšanā. Visi šie gēni regulē transkripcijas faktoru ražošanu, kas ir iesaistīti osteoblastu un osteoklastu attīstībā.
Medaka zivis
Reklāmas video:
Normālos apstākļos šie gēni sāk darboties dažādos laikos, taču bezsvara stāvoklis ir mainījis to grafiku un izraisījis nopietnas izmaiņas kaulu audu struktūrā. Zinātniekiem vēl precīzi jāpaskaidro, kā tas notiek gan laboratorijas zivīs, gan cilvēkiem.
Vēl svarīgāki ir pētījuma autoru izdarītie vispārējie secinājumi: izmaiņas gēnu aktivitātē jau pirmajā gravitācijas izmaiņu dienā liek domāt, ka šūnai ir gatavs aizsardzības mehānisms pret gravitācijas lēcieniem, kas gandrīz uzreiz ieslēdzas. Šis mehānisms būtiski maina visu hromatīna struktūru - šūnas kodola vielu, kas sastāv no viņu darbam nepieciešamajiem DNS, RNS un olbaltumvielām, noskaņojot kodolu atbilstoši gravitācijas izmaiņām.
Pētījuma rezultāti tiek publicēti zinātniskajos ziņojumos.