Tarptautinė mokslininkų grupė ištyrė žuvis, kurios aplankė TKS ir atrado ląstelių mechanizmus, kurie kontroliuoja kaulų praradimą nulinės gravitacijos metu. Pasirodo, kad mikrogravitacija keičia genus, kurie yra atsakingi už kaulinio audinio ląstelių vystymąsi.
Iš tikrųjų mikrogravitacija suserga ne tik žuvų griaučiai. Kaulinio audinio praradimas yra viena iš rimčiausių problemų, su kuriomis susiduria astronautai perkeliant TKS ir po jų. Praradimo apraiškos primena senatvinę osteoporozę, nors astronautai su ja susiduria dar gerokai prieš senatvę - kaulai tampa trapesni ir trapesni, netenka kalcio. Pokyčiai ląstelių lygyje pastebimi iškart po skrydžio nardymo plokštumoje.
Ląstelių kaulų praradimo mechanizmas iki šiol liko neaiškus. Yra žinoma, kad nesvarumas gyvame organizme labai keičiasi - pavyzdžiui, širdis palaipsniui praranda įgūdį paspartėti staigiai pasikeitus slėgiui. Dėl to į Žemę grįžę astronautai alpsta nuo staigių judesių. Pokyčiai taip pat įvyksta genų raiškos lygmenyje ir buvo pastebėti renkant biomedžiagas iš astronautų.
Į TKS atvyksta laboratorinių medūzų konteineriai
Norėdami sužinoti, kas tiksliai vyksta kaulų ir kremzlių ląstelėse be gravitacijos, mokslininkai nusprendė išsiųsti Japonijos akvariumo žuvis medakas (Oryzias latipes) į TKS, kurios ląstelių kaulų ir kremzlių vystymosi mechanizmai labai panašūs į žinduolių. 2014 metais į kosminę stotį skrido genetiškai modifikuotos žuvys, kurių kūnuose padidėjęs tam tikrų genų aktyvumas atsiskleidė kaip ryškus švytėjimas.
Paaiškėjo, kad jau pirmąją nulinės gravitacijos dieną 105 genai pradėjo intensyviai veikti žuvyse, o dar 49, atvirkščiai, kosmose buvo daug mažiau aktyvūs nei kontrolinės grupės Žemėje žuvų kūnuose. Iš šių genų 5 yra susiję su griaučių ląstelių vystymusi: du reguliuoja osteoblastų (jaunų kaulų ląstelių) augimą, o trys - osteoklastai - milžiniškos ląstelės, dalyvaujančios tirpinant esamą kaulinį audinį. Visi šie genai reguliuoja transkripcijos veiksnių, dalyvaujančių osteoblastų ir osteoklastų vystymesi, gamybą.
Medaka žuvis
Reklaminis vaizdo įrašas:
Įprastomis sąlygomis šie genai pradeda veikti skirtingu metu, tačiau nesvarumas pakeitė jų tvarkaraštį ir lėmė rimtus kaulinio audinio struktūros pokyčius. Mokslininkai dar tiksliai nepaaiškino, kaip tai vyksta laboratorinėse žuvyse ir žmonėms.
Dar svarbesnės yra bendros tyrimo autorių padarytos išvados: genų aktyvumo pokyčiai pačią pirmąją gravitacijos pokyčio dieną rodo, kad ląstelė turi paruoštą gynybos mechanizmą nuo gravitacijos šuolių, kuris įsijungia beveik akimirksniu. Šis mechanizmas žymiai pakeičia visą chromatino struktūrą - ląstelės branduolio medžiagą, kurią sudaro jų darbui reikalingos DNR, RNR ir baltymai, sureguliuodami branduolį pagal gravitacijos pokyčius.
Tyrimo rezultatai skelbiami „Scientific Reports“.