Et internasjonalt team av forskere studerte fisk som har besøkt ISS og oppdaget mobilmekanismene som styrer bentap i tyngdekraften. Det viser seg at mikrogravitasjon endrer måten gener er ansvarlige for utviklingen av beinceller.
Faktisk blir ikke bare fiskeskjelett syk av mikrogravitasjon. Tap av beinvev er et av de alvorligste problemene astronauter står overfor under og etter deres skift på ISS. Manifestasjonene av tap ligner senil osteoporose, selv om astronauter møter den lenge før alderdommen - bein blir mer skjøre og sprø og mister kalsium. Endringer på mobilnivå er merkbare umiddelbart etter flyging i et dykkeplan.
Den cellulære mekanismen for tap av bein har vært uklar til nå. Det er kjent at vektløshet endres mye i en levende organisme - for eksempel mister hjertet gradvis sin dyktighet for å akselerere med en kraftig trykkendring. På grunn av dette besvimer astronautene som har kommet tilbake til jorden av plutselige bevegelser. Endringer forekommer også på nivået av genuttrykk og ble observert under samlingen av biomaterialer fra astronauter.
Beholdere med laboratoriemedakafisk ankommer ISS
For å finne ut hva som skjer i cellene i bein og brusk i null tyngdekraft, bestemte forskerne seg for å sende japansk akvariefiskmedaka (Oryzias latipes) til ISS, de cellulære mekanismene for utvikling av bein og brusk som ligner veldig på pattedyr. I 2014 fløy genmodifisert fisk ombord på romstasjonen, i hvis kropper den økte aktiviteten til visse gener avslørte seg som en lys glød.
Det viste seg at 105 gener begynte å jobbe hardt i fisk allerede på den første dagen i tyngdekraft, og ytterligere 49, tvert imot, var mye mindre aktive i rommet enn i kroppene til fisk fra kontrollgruppen på jorden. Av disse genene er 5 assosiert med utvikling av skjelettceller: to regulerer veksten av osteoblaster (unge beinceller), og tre - osteoklaster - gigantiske celler som er involvert i å oppløse eksisterende beinvev. Alle disse genene regulerer produksjonen av transkripsjonsfaktorer som er involvert i utviklingen av osteoblaster og osteoklaster.
Medaka fisk
Kampanjevideo:
Under normale forhold kommer disse genene i drift på forskjellige tidspunkter, men vektløshet har skiftet tidsplanene og ført til alvorlige endringer i strukturen til beinvev. Forskere har ennå ikke forklart nøyaktig hvordan dette skjer hos både laboratoriefisk og mennesker.
Enda viktigere er de generelle konklusjonene som er gjort av forfatterne av studien: endringer i genaktivitet den aller første dagen av en endring i tyngdekraften antyder at cellen har en ferdig forsvarsmekanisme mot hopp i tyngdekraften, som slår seg på nesten umiddelbart. Denne mekanismen endrer signifikant hele kromatinstrukturen - stoffet i cellekjernen, som består av DNA, RNA og proteiner som er nødvendige for deres arbeid, og som justerer kjernen i samsvar med endringen i tyngdekraften.
Forskningsresultatene er publisert i Scientific Reports.
