Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Nghiên cứu mới được công bố cho thấy một số dữ liệu thú vị, đáng ngạc nhiên và yên tâm về cách cơ thể con người thích nghi với – và phục hồi từ – môi trường khắc nghiệt của không gian.
Kết quả từ nghiên cứu Twins mang tính bước ngoặt của NASA, diễn ra từ 2015-2016, đã được công bố vào thứ Năm trên tạp chí Khoa học . Bài viết tích hợp – bao gồm công việc từ 10 nhóm nghiên cứu – tiết lộ một số dữ liệu thú vị, đáng ngạc nhiên và trấn an về cách cơ thể con người thích nghi với – và phục hồi từ – môi trường khắc nghiệt của không gian.
Nghiên cứu Twins cung cấp cái nhìn phân tử sinh học tích hợp đầu tiên vào cách cơ thể con người phản ứng với môi trường không gian vũ trụ và đóng vai trò là bước đệm bộ gen để hiểu rõ hơn cách duy trì sức khỏe của phi hành đoàn trong các chuyến thám hiểm của con người lên Mặt trăng và Sao Hỏa.
Các phi hành gia của NASA đã nghỉ hưu Scott Kelly và anh trai sinh đôi giống hệt ông – Mark, đã tham gia vào cuộc điều tra, được thực hiện bởi Chương trình nghiên cứu con người của NASA. Mark cung cấp một đường cơ sở để quan sát trên Trái đất và Scott đã cung cấp một trường hợp thử nghiệm tương đương trong suốt 340 ngày anh ta ở trên vũ trụ trên Trạm vũ trụ quốc tế cho các cuộc thám hiểm 43, 44, 45 và 46. Scott Kelly trở thành phi hành gia người Mỹ đầu tiên chi tiêu gần một năm trong không gian.
“Nghiên cứu Twins là một bước quan trọng để tìm hiểu biểu sinh và biểu hiện gen trong không gian của con người”, JD Polk, Giám đốc Y tế và Y tế tại Trụ sở NASA cho biết. “Nhờ hai anh em sinh đôi và một cán bộ điều tra viên làm việc không mệt mỏi cùng nhau, dữ liệu quý giá được thu thập từ Nghiên cứu Twins đã giúp thông báo sự cần thiết của y học cá nhân và vai trò của nó trong việc giữ cho các phi hành gia khỏe mạnh trong chuyến thám hiểm không gian sâu, khi NASA tiến tới Mặt trăng và hành trình trở về sao Hỏa. “
Các kết quả chính từ Nghiên cứu Sinh đôi của NASA bao gồm các phát hiện liên quan đến thay đổi biểu hiện gen, phản ứng của hệ miễn dịch và động lực học telomere. Những thay đổi khác được ghi nhận trong bài báo tích hợp bao gồm các nhiễm sắc thể bị hỏng sắp xếp lại chính chúng trong các đảo đoạn nhiễm sắc thể và thay đổi chức năng nhận thức. Nhiều phát hiện phù hợp với dữ liệu thu thập trong các nghiên cứu trước đây và các nghiên cứu khác đang được tiến hành.
Các telomere trong các tế bào bạch cầu của Scott, là dấu ấn sinh học của sự lão hóa ở cuối nhiễm sắc thể, bất ngờ tồn tại lâu hơn trong không gian sau đó ngắn hơn sau khi trở về Trái đất với chiều dài telomere trung bình trở lại bình thường sáu tháng sau đó. Ngược lại, telomere của anh trai vẫn ổn định trong toàn bộ thời kỳ. Bởi vì telomere rất quan trọng đối với sự ổn định bộ gen của tế bào, các nghiên cứu bổ sung về động lực học telomere được lên kế hoạch cho các nhiệm vụ một năm trong tương lai để xem liệu kết quả có thể lặp lại cho các nhiệm vụ dài hạn hay không.
Một phát hiện quan trọng thứ hai là hệ thống miễn dịch của Scott đã phản ứng thích hợp trong không gian. Ví dụ, vắc-xin cúm được tiêm trong không gian hoạt động chính xác như trên Trái đất. Một hệ thống miễn dịch hoạt động đầy đủ trong các nhiệm vụ không gian trong thời gian dài là rất quan trọng để bảo vệ sức khỏe phi hành gia khỏi các vi khuẩn cơ hội trong môi trường tàu vũ trụ.
Một phát hiện quan trọng thứ ba là sự thay đổi trong biểu hiện gen, phản ánh cách cơ thể phản ứng với môi trường của nó và sẽ giúp thông báo biểu hiện gen có liên quan đến rủi ro sức khỏe liên quan đến ánh sáng không gian. Khi ở trong không gian, các nhà nghiên cứu đã quan sát những thay đổi trong biểu hiện gen của Scott, với phần lớn trở lại bình thường sau sáu tháng trên Trái đất. Tuy nhiên, một tỷ lệ nhỏ các gen liên quan đến hệ thống miễn dịch và sửa chữa DNA đã không trở về đường cơ sở sau khi anh trở lại Trái đất. Hơn nữa, kết quả đã xác định các gen chính để nhắm mục tiêu sử dụng trong việc theo dõi sức khỏe của các phi hành gia trong tương lai và có khả năng phát triển các biện pháp đối phó cá nhân hóa.
“Một số thay đổi về sinh lý và tế bào diễn ra trong không gian vũ trụ”, Jennifer Fogarty, nhà khoa học trưởng của Chương trình nghiên cứu con người tại Trung tâm vũ trụ Johnson của NASA ở Houston, cho biết. “Chúng tôi mới chỉ vạch ra bề mặt kiến thức về cơ thể trong không gian. Nghiên cứu Twins đã cho chúng tôi cái nhìn phân tử tích hợp đầu tiên vào các thay đổi di truyền, và chứng minh cách cơ thể con người thích nghi mà vẫn mạnh mẽ và kiên cường ngay cả khi đã trải qua gần một năm trên Quốc tế Trạm vũ trụ. Dữ liệu thu được từ các cuộc điều tra tích hợp như Nghiên cứu sinh đôi của NASA sẽ được khám phá trong nhiều năm tới. “
Một phần của nhiệm vụ một năm lập kỷ lục, Nghiên cứu Sinh đôi của NASA đã kết hợp 10 cuộc điều tra để thúc đẩy sứ mệnh của NASA và mang lại lợi ích cho toàn nhân loại. Scott đã tham gia vào một số nghiên cứu y sinh, bao gồm nghiên cứu về cách cơ thể con người điều chỉnh các mối nguy đã biết, chẳng hạn như không trọng lượng và bức xạ không gian. Trong khi đó, Mark đã tham gia vào các nghiên cứu song song trên Trái đất để giúp các nhà khoa học so sánh tác động của không gian trên cơ thể xuống mức tế bào. Những phát hiện đại diện cho 27 tháng thu thập dữ liệu.
Nghiên cứu Twins đã giúp thiết lập một khuôn khổ nghiên cứu hợp tác đóng vai trò như một mô hình cho nghiên cứu y sinh trong tương lai. Các nhà điều tra chính tại NASA và tại các trường đại học nghiên cứu trên toàn quốc đã khởi xướng việc chia sẻ dữ liệu khám phá chưa từng có. Được hỗ trợ bởi 84 nhà nghiên cứu tại 12 địa điểm trên 8 tiểu bang, dữ liệu từ nghiên cứu phức tạp này được chuyển thành một nghiên cứu tổng hợp, cung cấp cái nhìn phân tử toàn diện và tích hợp nhất cho đến nay về cách con người phản ứng với môi trường vũ trụ. Mặc dù có ý nghĩa, rất khó để đưa ra kết luận cho tất cả con người hoặc các phi hành gia trong tương lai từ một đối tượng thử nghiệm duy nhất trong môi trường không gian vũ trụ.
“Theo hiểu biết của chúng tôi, nhóm nghiên cứu này đã thực hiện một nghiên cứu chưa từng có trong phạm vi của các cấp độ sinh học của con người: từ phân tích phân tử tế bào người và microbiome đến sinh lý học đến nhận thức”, Craig Kundrot, giám đốc, Khoa học không gian và Khoa học vật lý cho biết. Bộ phận Nghiên cứu và Ứng dụng tại Trụ sở NASA. “Bài viết này là báo cáo đầu tiên của nghiên cứu tích hợp cao này bắt đầu từ 5 năm trước khi các nhà điều tra tập hợp lần đầu tiên. Chúng tôi mong muốn được công bố các phân tích bổ sung và nghiên cứu tiếp theo với các thành viên phi hành đoàn trong tương lai khi chúng tôi tiếp tục cải thiện khả năng sống của mình và làm việc trong không gian cũng như mạo hiểm tiến lên Mặt trăng và lên Sao Hỏa. “
Các khía cạnh độc đáo của Nghiên cứu Twins đã tạo cơ hội cho nghiên cứu bộ gen đổi mới, đẩy NASA vào một lĩnh vực nghiên cứu du hành vũ trụ liên quan đến một lĩnh vực nghiên cứu được gọi là “omics”, tích hợp nhiều ngành sinh học. Những ảnh hưởng lâu dài của nghiên cứu, như cuộc điều tra telomere đang diễn ra, sẽ tiếp tục được nghiên cứu.
NASA có một quy trình đào tạo nghiêm ngặt để chuẩn bị các phi hành gia cho các nhiệm vụ của họ, bao gồm lối sống và chế độ làm việc được lên kế hoạch kỹ lưỡng khi ở trong không gian, và một chương trình phục hồi và phục hồi tuyệt vời khi họ trở lại Trái đất. Nhờ những biện pháp này và các phi hành gia kiên cường hoàn thành chúng, cơ thể con người vẫn mạnh mẽ và kiên cường ngay cả sau khi trải qua một năm trong không gian.
Để biết thêm thông tin về Nghiên cứu Sinh đôi của NASA, hãy truy cập: https://www.nasa.gov/twins-study
Nguồn tin tức:
Tài liệu do NASA cung cấp . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :