Mednarodna skupina znanstvenikov je preučevala ribe, ki so obiskale ISS, in odkrila celične mehanizme, ki nadzorujejo izgubo kosti v ničelni gravitaciji. Izkazalo se je, da mikrogravitacija spreminja način, kako so geni odgovorni za razvoj kostnih celic.
V resnici z mikrogravitacijo ne zbolijo le okostja rib. Izguba kostnega tkiva je ena najresnejših težav, s katerimi se srečujejo astronavti med premikanjem na ISS in po njem. Manifestacije izgube spominjajo na senilno osteoporozo, čeprav se astronavti srečujejo že dolgo pred starostjo - kosti postanejo bolj krhke in krhke ter izgubijo kalcij. Spremembe na celični ravni so opazne takoj po letu s potapljaško ravnino.
Celični mehanizem izgube kosti je do zdaj ostal nejasen. Znano je, da se breztežnost v živem organizmu zelo spremeni - na primer srce z ostro spremembo pritiska postopoma izgubi svojo sposobnost pospeševanja. Zaradi tega astronavti, ki so se vrnili na Zemljo, zaradi nenadnih gibov omedlijo. Spremembe se pojavijo tudi na ravni izražanja genov in so jih opazili med zbiranjem biomaterialov astronavtov.
Na ISS prispejo zabojniki laboratorijskih rib z meduzami
Da bi ugotovili, kaj natančno se dogaja v celicah kosti in hrustanca v ničelni gravitaciji, so se znanstveniki odločili, da bodo na ISS poslali japonske akvarijske ribe medaka (Oryzias latipes), katerih celični mehanizmi razvoja kosti in hrustanca so zelo podobni mehanizmom sesalcev. Leta 2014 so na vesoljsko postajo letele gensko spremenjene ribe, v katerih telesih se je povečana aktivnost nekaterih genov pokazala kot močan sij.
Izkazalo se je, da je že prvi dan v ničelni gravitaciji 105 genov začelo intenzivno delovati pri ribah, drugih 49, nasprotno, pa je bilo v vesolju veliko manj dejavnih kot v telesih rib iz kontrolne skupine na Zemlji. Od teh genov jih je 5 povezanih z razvojem skeletnih celic: dva uravnavata rast osteoblastov (mlade kostne celice) in tri - osteoklasti - velikanske celice, ki sodelujejo pri raztapljanju obstoječega kostnega tkiva. Vsi ti geni uravnavajo proizvodnjo transkripcijskih faktorjev, ki sodelujejo pri razvoju osteoblastov in osteoklastov.
Medaka ribe
Promocijski video:
V normalnih pogojih ti geni začnejo delovati v različnih časih, vendar je breztežnost spremenila njihov urnik in povzročila resne spremembe v strukturi kostnega tkiva. Znanstveniki še niso natančno pojasnili, kako se to dogaja tako pri laboratorijskih ribah kot pri ljudeh.
Še pomembnejši so splošni sklepi avtorjev študije: spremembe v genski aktivnosti že prvi dan spremembe gravitacije kažejo, da ima celica že pripravljen obrambni mehanizem pred skoki gravitacije, ki se vklopi skoraj v trenutku. Ta mehanizem bistveno spremeni celotno strukturo kromatina - snov celičnega jedra, ki je sestavljena iz DNA, RNA in beljakovin, potrebnih za njihovo delo, prilagaja jedro v skladu s spremembo gravitacije.
Rezultati raziskave so objavljeni v znanstvenih poročilih.