Lo studio trova le differenze epigenetiche non importanti fra l'astronauta dello spazio ed suo fratello gemello privo di fantasia

In uno studio del punto di riferimento, un gruppo di scienziati degli Stati Uniti da Johns Hopkins, la Stanford University ed altre istituzioni ha trovato non duraturo, differenze principali fra i epigenomes dell'astronauta Scott Kelly, che hanno passare un anno nello spazio a bordo della Stazione Spaziale Internazionale ed suo fratello gemello, segno, che è rimanere su terra.

I metodi di prova di Andrew Feinberg e di Lindsay Rizzardi per la memorizzazione dei campioni di sangue sull'aereo della microgravità della NASA hanno chiamato “la cometa del vomito.„ Credito: Medicina di Johns Hopkins

Che cosa questo studio ci dice circa i pericoli del viaggio nello spazio sul genoma di una persona non è chiaro, dice gli scienziati, ma la ricerca sugli astronauti supplementari nello spazio potrebbe finalmente aiutare gli scienziati a predire i tipi di rischi che medici possono affrontare sui viaggi lunghi dello spazio dove la gente avverte meno gravità che su terra, sull'esposizione alle razze ultraviolette nocive e su altri rischi per salubrità.

Ciò è l'alba di genomica umana nello spazio. Abbiamo messo a punto i metodi per fare questi tipi di studi genomica umani e dovremmo effettuare la più ricerca per trarre le conclusioni circa che cosa accade agli esseri umani nello spazio.„

Andrew Feinberg, M.D., il professor distinto di Bloomberg di medicina, di assistenza tecnica biomedica e di salute mentale alla Johns Hopkins University

I cambiamenti epigenetici comprendono “i ritocchi„ chimici a DNA che può influenzare l'attività di gene, ma i cambiamenti non pregiudicano il codice genetico di fondo stesso. I cambiamenti pregiudicano quando e come un gene è letto, o espresso, per le sue istruzioni della proteina-codifica. Quando i cambiamenti epigenetici si presentano al momento sbagliato o al posto, il trattamento può girare i geni inserita/disinserita al momento sbagliato ed al posto, anche.

Gli scienziati lungamente hanno riflesso e studiato gli effetti fisiologici del viaggio nello spazio sugli astronauti. Tuttavia, la maggior parte di questi astronauti viaggiano sulle missioni di volo spaziale di sei mesi o più di meno, non sulle missioni più lunghe tenute per viaggiare a Marte o altrove. La più ricerca è necessaria capire l'impatto delle missioni lunghe di volo spaziale sul corpo umano, in cui c'è la più esposizione a radiazione, dieta limitata, meno esercizio, più di peso specifico basso ed il sonno interrotto cicla.

Feinberg nota quello che studia i gemelli monozigoti - chi, di natura, hanno lo stesso materiale genetico - era un'opportunità importante e rara di confrontare i cambiamenti fisiologici e genomica quando uno gemellato ha andato in spazio e l'altro è rimanere su terra. “Tuttavia, poiché abbiamo soltanto due genti nel nostro studio, non possiamo dire che questi cambiamenti sono dovuto il viaggio nello spazio stesso,„ diciamo Feinberg. “Abbiamo bisogno di più studi degli astronauti di trarre tali conclusioni.„

Per lo studio, descritto nell'emissione del 12 aprile di scienza, gli scienziati hanno raccolto i campioni di sangue, i dati fisiologici e le misure conoscitive da Scott e dal segno Kelly ai vari punti di tempo oltre 27 mesi prima, durante e dopo la missione spaziale di un anno di Scott. I campioni da Scott durante il volo sono stati raccolti sulla stazione spaziale quando le spedizioni da terra sono arrivato su un razzo di Soyuz e, quel stesso giorno, spedito di nuovo a terra sul razzo in modo che i campioni potessero essere elaborati in 48 ore.

Feinberg ed ex studente postdottorale Lindsay Rizzardi, ora uno scienziato senior all'istituto di HudsonAlpha per biotecnologia, messo a fuoco sui cambiamenti epigenetici ai genoma del segno e di Scott.

Specificamente, Feinberg ed il suo gruppo hanno esaminato due tipi di globuli bianchi (CD4+ e CD8+) isolati da sangue di Scott e del segno. Hanno messo a fuoco sui segni epigenetici che consistono delle modifiche chimiche chiamate gruppi metilici che si aggiungono sul DNA in un trattamento chiamato metilazione.

In generale, hanno trovato che quello circa appena altrettanti cambiamenti epigenetici si è presentato in DNA privo di fantasia del segno come nel suo gemello di spazio-volo. C'era una differenza di meno di 5 per cento nella metilazione globale fra i gemelli durante la missione. La più grande differenza si è presentata nove mesi nella missione quando 79 per cento del DNA di Scott sono stati metilati, rispetto a 83 per cento del segno.

Le posizioni dei cambiamenti di metilazione nel genoma erano differenti per ogni gemello. Per esempio, gli scienziati hanno trovato i cambiamenti di metilazione vicino ai geni coinvolgere nelle risposte di sistema immunitario in Scott durante il suo tempo nello spazio, ma non nel segno. Ciò correlata con i dati da altri ricercatori addetti allo studio corrente che ha trovato gli aumenti in determinati indicatori biochimici si è associata con infiammazione in Scott ma non nel segno.

“Era incoraggiante vedere che non c'era rottura massiccia del epigenome nel segno o in Scott,„ dice Rizzardi. “Tuttavia, con soltanto due genti nello studio, siamo limitati nelle conclusioni che possiamo trarre circa l'effetto del viaggio nello spazio sul genoma. Ma i risultati ci danno le bugne a cui dovremmo esaminare più molto attentamente negli studi futuri degli astronauti.„

Nello studio corrente, i campioni biologici di Scott sono stati spediti immediatamente di nuovo a terra, ma in futuro, gli astronauti possono avere bisogno di di elaborare e memorizzare i campioni sul veicolo spaziale. Feinberg, Rizzardi e lo scienziato Brian Crucian della NASA hanno sviluppato le istruzioni dettagliate per fare gli esperimenti complicati nella microgravità. Feinberg e Rizzardi hanno viaggiato per una settimana “sulla cometa famosa del vomito,„ un aereo che simula l'assenza di peso, per verificare i loro protocolli a sormontare le sfide di raccolta, di depurazione e di memorizzazione dei campioni di sangue a bordo della stazione spaziale.

Degli studi piombo dagli scienziati alla Stanford University, la Colorado State University, la Cornell University ed altre, alcune dei risultati notevoli hanno compreso l'allungamento in volo dei telomeres, i endcaps protettivi di Scott sui cromosomi. Il telomere che allunga, come precedentemente riferito, ha ritornato al normale quando Scott ha ritornato a terra.

Inoltre, più di 90 per cento dei geni che hanno cambiato i livelli di radioattività durante il volo di Scott hanno ritornato al normale sei mesi dopo il volo. Tuttavia, le note di Feinberg, questi cambiamenti non sono indicative del volo spaziale da solo, né differiscono da che cosa potrebbe accadere normalmente.

Gli scienziati egualmente hanno trovato che la forma del bulbo oculare di Scott variabile nel corso del volo, compreso un nervo retinico più spesso ed i popolare nel livello coroidico che circonda l'occhio. Questi cambiamenti pregiudicano tipicamente l'acuità visiva e, dice Feinberg, si sono presentati in altri astronauti maschii ma non in femmine. Gli scienziati egualmente hanno osservato i cambiamenti conoscitivi ed hanno aumentato i livelli di sforzo in Scott durante il volo, che, non può essere attribuito ancora al volo spaziale da solo.

Feinberg dice le disposizioni di questo studio il fondamento per rendere le previsioni circa un astronauta funzione in relazione con il gene e fisiologica durante la missione a lungo termine: “Se conosciamo che che cosa da prevedere, possiamo prevedere i problemi sanitari gli astronauti possono incontrare ed assicurarsi che le medicine ed altri rimedi siano attuali durante la missione.„

Sorgente: https://www.hopkinsmedicine.org/