Доба в імітованій невагомості майже не змінила геном людини. Будова геному лишилася такою самою, як у звичайних умовах, а генетичний матеріал не зазнав пошкоджень. Помітно збільшилося лише клітинне ядро. Невагомість відтворили в лабораторії за допомогою установки, що безперервно обертає зразки. Результат важливий і для розуміння ролі гравітації на Землі, й для космічних польотів.
Без гравітації ядро збільшується
Після 24 годин в умовах імітованої мікрогравітації ядро клітини збільшилося в об’ємі приблизно на 18 %. Це вказує на те, що на Землі гравітація постійно його трохи стискає.
Оболонка ядра зберегла товщину і будову, а геном усередині не змінив ні організації, ні звичних рухів. ДНК у ядрі не лежить нерухомо, а постійно коливається й зміщується разом із білками. Пошкоджень ДНК мікрогравітація теж не спричинила, розриви з’явилися тільки в клітинах, які омивали сильні потоки рідини. Такі потоки виникають, коли чашку з клітинами обертають, і саме вони часто спотворювали результати попередніх експериментів.
Два метри в ядрі
Молекули ДНК однієї клітини людини мають загальну довжину близько двох метрів і вміщуються в ядрі діаметром 10 мікрометрів. Якби гіпотетично збільшити ядро до розмірів футбольного м’яча, загальна довжина цих молекул сягнула б 44 км.
Від способу укладання генетичного матеріалу залежить робота генів, а збої пов’язують із раком і порушеннями розвитку. Як пише Universe Today, фізичні правила цієї організації досі вивчені погано, і роль гравітації в ній теж залишалася невідомою.
Невагомість у лабораторії
Щоб з’ясувати, як гравітація впливає на геном, її треба прибрати з експерименту. Фізики з Нью-Йоркського університету під керівництвом доцентки Александри Зідовської зробили це без польоту в космос. Статтю про дослідження опублікував рецензований журнал Science Advances.
Для цього команда сконструювала машину випадкового позиціонування. Вона обертає чашки з живими клітинами людини навколо двох незалежних осей, тож напрямок «вниз» увесь час змінюється. За час обертання вплив гравітації усереднюється майже до нуля.
Щоправда, у такого способу є побічний ефект. Рідина в чашці рухається й обтікає клітини, хоча на орбіті такого не відбувається. Дослідники розробили алгоритми, що зменшують ці потоки. Частину зразків тримали під сильною течією, ще частину залишили без жодного впливу. У таких умовах клітини помітно витягувалися.
Від доби до місяців
Генетичні наслідки тривалого польоту NASA вже вивчало в межах Дослідження близнюків. Астронавт Скотт Келлі провів на Міжнародній космічній станції 340 днів, а його брат-близнюк Марк Келлі залишався на Землі. Активність багатьох генів у Скотта Келлі відхилилася від норми, але здебільшого відновилася за пів року на Землі. Зміни активності генів у космосі фіксували й у рослин, причому вже за лічені хвилини суборбітального польоту. Новий експеримент стосувався не роботи генів, а фізичного розташування ДНК, і воно за добу майже не змінилося.
Александра Зідовська вважає, що за порівнянний час у космосі фізична організація геному могла б змінитися так само мінімально. Відчутніші зрушення можливі за довшого перебування та через пошкодження ДНК у космосі. Перевірити це зможуть експерименти з тривалішим впливом невагомості.
