Bliźniak w kosmosie

Taka okazja zdarza się tylko raz. Amerykańska Agencja Kosmiczna NASA zdecydowała się zbadać dorosłych braci bliźniaków. Jeden z nich był najdłużej przebywającym w kosmosie Amerykaninem. Drugi mógł na kosmos popatrzeć z powierzchni Ziemi. Co z tego wyniknęło?

Eksperyment został przeprowadzony trzy lata temu, ale wciąż pojawiają się nowe opracowania i wyniki. Bliźniaków Kelly (Scotta i Marka) badano wiele razy, a w prasie – także specjalistycznej – regularnie pojawiają się na ich temat sensacyjne informacje. Ostatnie mówią o tym, że z jakiegoś powodu panom poróżniło się DNA. Scott i Mark są bliźniętami jednojajowymi, a to oznacza, że ich kod genetyczny jest niemal identyczny. Wszelkie jego zmiany byłyby naukową sensacją i w zasadzie argumentem za tym, że cała nasza wiedza o genach, dziedziczeniu i kodowaniu… jest niewiele warta.

Książka bez rozdziałów

Scott był w kosmosie rok. To bardzo długo (biorąc pod uwagę naszą technologię). Niedawno Amerykańska Agencja Kosmiczna NASA opublikowała kolejny raport, w którym podsumowano dotychczasowe badania panów Kelly. Dokładnie zbadano ich przed misją. Drobiazgowo kontrolowano ich stan zdrowia w czasie jej trwania, ale najdokładniej przebadano braci po powrocie Scotta na Ziemię. W wielu mediach pojawiła się informacja, że aż 7 proc. DNA bliźniaków po powrocie jednego z nich z przestrzeni kosmicznej zaczęło się różnić. To jednak niemożliwe. W każdej komórce naszego ciała mamy to samo DNA. Jakie warunki, jakie czynniki w przestrzeni kosmicznej mogłyby zmienić kod genetyczny w miliardach komórek?

To fakt, że mamy wszędzie to samo DNA, ale nie ulega wątpliwości, że komórki różnią się między sobą. Jak to zatem możliwe, że wszędzie jest ten sam przepis na budowę komórki, a mimo to komórka mięśnia w udzie różni się od komórki budującej nerkę i od tej, która jest częścią mózgu? Różnice biorą się stąd, że nie wszędzie to samo DNA działa identycznie. Jeżeli porównamy zapis naszych genów do książki z przepisami, możemy powiedzieć, że w każdej żywej komórce naszego ciała znajduje się identyczny egzemplarz książki. Ale nie wszędzie czytany jest w ten sam sposób. W niektórych komórkach omijane są całe rozdziały, podczas gdy w innych te pominięte są najchętniej czytane. Nie rozumiemy wszystkich czynników, które za tym stoją. Wiemy jednak, że tych, które aktywują i dezaktywują niektóre geny (rozdziały albo tylko pojedyncze strony), jest bardzo wiele. Wśród nich są czynniki pozagenetyczne, takie, których „dostarcza” nam środowisko. Takimi czynnikami, które włączają i wyłączają niektóre geny (zmieniają ich ekspresję), są np. stres, dieta, używki czy przebyte choroby.

Gdyby DNA Scotta w czasie przebywania w przestrzeni kosmicznej uległo zmianie o 7 proc., znaczyłoby to, że w kosmos poleciał człowiek, a po roku wrócił inny gatunek. Dla porównania: nasze DNA od DNA goryla różni się o około 2 procent. Tylko tyle? Przecież my różnimy się bardzo znacząco. To prawda, ale nie za wszystkie różnice odpowiadają informacje w zapisie genetycznym. Za wiele odpowiada ekspresja, czyli działanie genów istniejących i u człowieka, i u goryla.

To dużo czy mało?

Co zatem napisano w raporcie NASA? To, że niektóre z genów Scotta, czyli bliźniaka, który rok przebywał w kosmosie, zmieniły swoją ekspresję, a około 7 proc. genów po tej zmianie nie wróciło do swojego „ziemskiego” stanu. Ziemskiego, czyli takiego, z jakim Scott wylatywał w kosmos. Innymi słowy, zauważono, że choć od dwóch lat Scott żyje na Błękitnej Planecie, tak jak jego bliźniak Mark, ekspresja genów astronauty nie wróciła do ziemskiego stanu.

To dość zastanawiające, bo przecież od ponad 2 lat Scott nie jest poddawany czynnikom zmieniającym ekspresję, z którymi miał do czynienia na orbicie. A skoro tych czynników nie ma, dlaczego geny nie wróciły do stanu pierwotnego? Na razie nie ma na to żadnej sensownej odpowiedzi. „Mark i Scott Kelly wciąż są identycznymi bliźniętami” – napisano w komunikacie NASA. W raporcie stwierdzono również, że 7 proc. genów, których ekspresja nie wróciła do stanu sprzed misji, to geny związane z działaniem układu odpornościowego, naprawą DNA, procesami twardnienia kości, niedotlenieniem i hiperkapnią, czyli podwyższonym ciśnieniem CO2 we krwi. I jeszcze raz warto podkreślić: zaskakujące wcale nie jest to, że w kosmosie niektóre geny działały inaczej niż w warunkach ziemskich. Zaskoczeniem może być to, że wiele miesięcy po powrocie na Ziemię te geny dalej pracują w „trybie kosmicznym”.

Czy 7 proc. genów w takim stanie to dużo czy mało? Tutaj pojawia się być może największy kłopot w interpretowaniu tych danych. Nie mamy pojęcia, czy 7 proc. to nic, czy może zaskakująco dużo. Nigdy wcześniej nie przeprowadzaliśmy przecież podobnej obserwacji. Bliźniacy Scott i Mark Kelly są pierwszymi ludźmi badanymi w ten sposób. W nauce obowiązuje zasada, zgodnie z którą nie wyciąga się żadnych znaczących wniosków z badań, eksperymentów, których nie da się powtórzyć. Nie znaczy to, że wyniki tych badań są bez znaczenia. Znaczy to tylko tyle, że mamy do czynienia ze „studium pojedynczego przypadku”, a nie ze statystycznie rzetelnymi badaniami naukowymi. Bez odpowiedniej statystyki, bez odpowiednio dużej grupy przebadanych ludzi nie sposób określić, jaki mechanizm rządzi genami „w trybie kosmicznym”. Nie sposób nawet powiedzieć, że z całą pewnością obserwowane zmiany w działaniu genów są spowodowane warunkami panującymi na orbicie. A może to stres związany ze startem i z misją, w której brał udział Scott, był czynnikiem zmieniającym ekspresję genów? Albo dieta, na którą był skazany przez cały rok na orbicie, była przyczyną? A może i jedno, i drugie?

Ekspresja genów to niejedyna rzecz, która zaintrygowała naukowców po powrocie Scotta z orbity. Jedno z pierwszych badań pokazało, że miał on wydłużone telomery. To końcówki chromosomów, które w przypadku życia na Ziemi (standardowego funkcjonowania) z wiekiem skracają się. W przypadku Scotta telomery wydłużały się tak długo, jak długo był w kosmosie. Gdy wrócił na Ziemię, w szybkim tempie skróciły się. To dość ciekawe, bo okazuje się, że w kosmosie jest coś, co powoduje, że mimo upływu czasu procesy „starzenia się” chromosomów ulegają odwróceniu. Jest to niezależne od ekspresji genów.

Gitara w kosmosie

Badania kosmiczne od dziesięcioleci wzbudzają ogromne emocje. Są one przelewane na astronautów, którzy stają się popularni jak gwiazdy filmowe. Nowoczesne media pozwalają im zaistnieć nie tylko w czasie startu i lądowania. Niektórzy prowadzą z orbity wideobloga, inni z orbity wrzucają tweety albo zdjęcia. Scott Kelly stał się jednym z najbardziej rozpoznawalnych amerykańskich astronautów. Nie tylko z powodu eksperymentu z bliźniakiem Markiem. Podobną popularnością cieszy się kanadyjski astronauta Chris Hadfield. W czasie swojego pobytu na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej nagrywał na serwis YouTube piosenki, do których akompaniował sobie na gitarze. Jego wykonanie „Space Oddity”, utworu Davida Bowiego, zobaczyło kilkadziesiąt milionów ludzi. Inne covery były tylko nieco mniej popularne. Hadfield prowadził też twitterowego bloga pt. „Jak żyje się astronautom w kosmosie”. Pokazywał w nim, w jaki sposób w nieważkości myć zęby i jak wygląda kropla wody. Spotykał się z krytyką, że takie działania nie mają nic wspólnego z nauką. Odpowiadał wówczas, że to, co robi, ma na celu popularyzowanie nauki. A to bardzo ważny cel, bo tylko w ten sposób możemy zachęcić młodych ludzi do zdobywania wiedzy.•

„Sonda 2”, niedziela 8 kwietnia, godz. 14.05.

«« | « | 1 | » | »»

aktualna ocena |   |
głosujących |   |
Ocena | bardzo słabe | słabe | średnie | dobre | super |

Dodaj komentarz
Gość
    Nick (wymagany lub )

    Autopromocja