Nemzetközi tudóscsoport tanulmányozta azokat a halakat, amelyek felkeresték az ISS-t, és felfedezték azokat a sejtmechanizmusokat, amelyek nulla gravitációban szabályozzák a csontvesztést. Kiderült, hogy a mikrogravitáció megváltoztatja a gének felelősségét a csontsejtek fejlődéséért.
Valójában nemcsak a halvázak betegednek meg a mikrogravitációval. A csontszövet elvesztése az egyik legsúlyosabb probléma, amellyel az űrhajósok szembesülnek az ISS-en való elmozdulásuk alatt és után. A veszteség megnyilvánulásai a szenilis csontritkulásra emlékeztetnek, bár az űrhajósok jóval az öregség előtt találkoznak vele - a csontok törékenyebbé és törékenyebbé válnak, és elveszítik a kalciumot. A sejtek szintjén bekövetkező változások azonnal észrevehetők a merülősíkban való repülés után.
A csontvesztés sejtmechanizmusa mindeddig tisztázatlan maradt. Ismeretes, hogy a súlytalanság sokat változik egy élő szervezetben - például a szív fokozatosan elveszíti képességét, hogy gyors nyomásgyors változással gyorsuljon fel. Emiatt a Földre visszatért űrhajósok elájulnak a hirtelen mozgásoktól. A változások a génexpresszió szintjén is előfordulnak, és az űrhajósoktól származó bioanyagok gyűjtése során figyelték meg őket.
A medúza laboratóriumi halak konténerei megérkeznek az ISS-be
Annak kiderítése érdekében, hogy mi történik pontosan a csont- és porcsejtekben, nulla gravitáció mellett, a tudósok úgy döntöttek, hogy japán akváriumi halakat (Oryzias latipes) küldenek az ISS-be, amelynek csont- és porcfejlődésének sejtmechanizmusai nagyon hasonlóak az emlősökéhez. 2014-ben genetikailag módosított halak repültek az űrállomás fedélzetére, amelynek testében bizonyos gének megnövekedett aktivitása ragyogó fényként mutatkozott meg.
Kiderült, hogy már az első napon nulla gravitációban 105 gén kezdett intenzíven működni a halakban, és további 49, éppen ellenkezőleg, sokkal kevésbé voltak aktívak az űrben, mint a Föld kontrollcsoportjának halak testében. Ezen gének közül 5 kapcsolódik a csontváz sejtjeinek fejlődéséhez: kettő szabályozza az oszteoblasztok (fiatal csontsejtek) növekedését, és három - oszteoklasztok - óriássejt, amelyek részt vesznek a meglévő csontszövet feloldásában. Mindezek a gének szabályozzák az osteoblastok és osteoclastok fejlődésében szerepet játszó transzkripciós faktorok termelését.
Medaka hal
Promóciós videó:
Normál körülmények között ezek a gének különböző időpontokban lépnek működésbe, de a súlytalanság megváltoztatta ütemtervüket, és súlyos változásokhoz vezetett a csontszövet szerkezetében. A tudósoknak még nem kell elmagyarázniuk, hogyan történik ez mind a laboratóriumi halakban, mind az emberekben.
Ennél is fontosabbak a tanulmány szerzőinek általános következtetései: a génaktivitás változásai a gravitáció változásának első napján arra utalnak, hogy egy sejtnek készen áll a védelmi mechanizmusra a gravitációs ugrások ellen, amely szinte azonnal bekapcsol. Ez a mechanizmus jelentősen megváltoztatja a teljes kromatinszerkezetet - a sejtmag anyagát, amely a munkájukhoz szükséges DNS-ből, RNS-ből és fehérjékből áll, és a magot a gravitáció változásának megfelelően hangolja.
A kutatási eredményeket a Scientific Reports publikálja.