Medzinárodný tím vedcov študoval ryby, ktoré navštívili ISS, a objavil bunkové mechanizmy, ktoré regulujú úbytok kostí pri nulovej gravitácii. Ukazuje sa, že mikrogravitácia mení spôsob, akým sú gény zodpovedné za vývoj kostných buniek.
V skutočnosti nielen mikroorganizmy ochorejú na kostry rýb. Strata kostného tkaniva je jedným z najvážnejších problémov, ktorým čelia astronauti počas a po zmene na ISS. Prejavy straty pripomínajú stareckú osteoporózu, hoci sa s ňou astronauti stretávajú dávno pred starobou - kosti sú krehkejšie a krehkejšie a strácajú vápnik. Zmeny na bunkovej úrovni sú badateľné ihneď po lete v skokovom lietadle.
Bunkový mechanizmus straty kostnej hmoty zostal doteraz nejasný. Je známe, že beztiažový stav sa v živom organizme veľmi mení - napríklad srdce postupne stráca svoju schopnosť akcelerovať prudkou zmenou tlaku. Z tohto dôvodu boli astronauti, ktorí sa vrátili na Zem, z náhlych pohybov slabí. Zmeny nastávajú aj na úrovni génovej expresie a boli pozorované pri zbere biomateriálov od astronautov.
Na ISS dorazia kontajnery pre medúzy
Vedci sa rozhodli poslať na ISS japonské akvarijné ryby medaka (Oryzias latipes), ktorých bunkové mechanizmy pre vývoj kostí a chrupaviek sú veľmi podobné mechanizmom cicavcov, aby zistili, čo sa presne deje v bunkách kostí a chrupaviek pri nulovej gravitácii. V roku 2014 preleteli geneticky modifikované ryby na palubu vesmírnej stanice, v ktorej telách sa zvýšená aktivita určitých génov prejavovala ako jasná žiara.
Ukázalo sa, že už prvý deň s nulovou gravitáciou začalo v rybách intenzívne pracovať 105 génov a ďalších 49 bolo naopak vo vesmíre oveľa menej aktívnych ako v telách rýb z kontrolnej skupiny na Zemi. Z týchto génov je 5 spojených s vývojom kostrových buniek: dva regulujú rast osteoblastov (mladé kostné bunky) a tri - osteoklasty - obrovské bunky, ktoré sa podieľajú na rozpúšťaní existujúceho kostného tkaniva. Všetky tieto gény regulujú produkciu transkripčných faktorov, ktoré sa podieľajú na vývoji osteoblastov a osteoklastov.
Ryba Medaka
Propagačné video:
Za normálnych podmienok tieto gény prichádzajú do činnosti v rôznom čase, avšak beztiažový stav zmenil ich harmonogram a viedol k vážnym zmenám v štruktúre kostného tkaniva. Vedci musia ešte presne vysvetliť, ako sa to deje u laboratórnych rýb aj u ľudí.
Ešte dôležitejšie sú všeobecné závery autorov štúdie: zmeny génovej aktivity hneď v prvý deň zmeny gravitácie naznačujú, že bunka má pripravený obranný mechanizmus proti gravitačným skokom, ktorý sa zapne takmer okamžite. Tento mechanizmus významne mení celú štruktúru chromatínu - látku bunkového jadra, ktorú tvorí DNA, RNA a proteíny potrebné pre ich prácu, ladiace jadro v súlade so zmenou gravitácie.
Výsledky výskumu sú publikované vo vedeckých správach.