O echipă internațională de oameni de știință a studiat peștii care au vizitat ISS și au descoperit mecanismele celulare care guvernează pierderea osoasă în greutate zero. Se pare că microgravitația schimbă modul în care genele sunt responsabile pentru dezvoltarea celulelor osoase.
De fapt, nu numai scheletele de pești se îmbolnăvesc de microgravitate. Pierderea țesutului osos este una dintre cele mai grave probleme cu care se confruntă astronauții în timpul și după trecerea lor pe ISS. Manifestările pierderii amintesc de osteoporoza senilă, deși astronauții o întâlnesc cu mult înainte de bătrânețe - oasele devin mai fragile și fragile și pierd calciu. Modificările la nivel celular sunt vizibile imediat după zborul într-un plan de scufundare.
Mecanismul celular al pierderii osoase a rămas neclar până acum. Se știe că greutatea se schimbă foarte mult într-un organism viu - de exemplu, inima își pierde treptat abilitatea de a accelera cu o schimbare bruscă a presiunii. Din această cauză, astronauții care s-au întors pe Pământ leșină din cauza mișcărilor bruște. Modificări apar și la nivelul expresiei genelor și au fost observate în timpul colectării biomaterialelor de la astronauți.
Containere de pește de laborator pentru meduze ajung la ISS
Pentru a afla ce se întâmplă exact în celulele osoase și ale cartilajului cu greutate zero, oamenii de știință au decis să trimită pește japonez medaka (Oryzias latipes) la ISS, ale cărui mecanisme celulare pentru dezvoltarea oaselor și a cartilajului sunt foarte asemănătoare cu cele ale mamiferelor. În 2014, peștii modificați genetic au zburat la bordul stației spațiale, în corpurile cărora activitatea crescută a anumitor gene s-a dezvăluit ca o strălucire strălucitoare.
S-a dovedit că deja în prima zi cu gravitație zero, 105 gene au început să lucreze intens la pești, iar alte 49, dimpotrivă, erau mult mai puțin active în spațiu decât în corpurile de pești din grupul de control de pe Pământ. Dintre aceste gene, 5 sunt asociate cu dezvoltarea celulelor scheletice: două reglează creșterea osteoblastelor (celule osoase tinere) și trei - osteoclaste - celule gigant care sunt implicate în dizolvarea țesutului osos existent. Toate aceste gene reglementează producerea factorilor de transcripție care sunt implicați în dezvoltarea osteoblastelor și osteoclastelor.
Pește Medaka
Video promotional:
În condiții normale, aceste gene intră în funcțiune în momente diferite, dar greutatea și-a schimbat programele și a dus la schimbări grave în structura țesutului osos. Oamenii de știință nu au explicat încă exact cum se întâmplă acest lucru atât la peștii de laborator, cât și la oameni.
Chiar mai importante sunt concluziile generale făcute de autorii studiului: modificările activității genelor chiar în prima zi a unei modificări a gravitației sugerează că o celulă are un mecanism de apărare gata făcut împotriva săriturilor în greutate, care se aprinde aproape instantaneu. Acest mecanism modifică semnificativ întreaga structură a cromatinei - substanța nucleului celular, care constă din ADN, ARN și proteine necesare activității lor, reglând nucleul în conformitate cu schimbarea gravitației.
Rezultatele cercetării sunt publicate în Scientific Reports.
