Rahvusvaheline teadlaste rühm uuris kalu, kes on külastanud ISS-i ja avastanud rakumehhanismid, mis reguleerivad luukadu nullgravitatsioonis. Selgub, et mikrogravitatsioon muudab viisi, kuidas geenid vastutavad luurakkude arengu eest.
Tegelikult haigestuvad mikrogravitatsiooni mitte ainult kalade luustikud. Luukoe kaotus on üks tõsisemaid probleeme, millega astronaudid ISS-i vahetuse ajal ja pärast seda kokku puutuvad. Kaotuse ilmingud meenutavad seniilset osteoporoosi, ehkki astronaudid puutuvad sellega kokku juba ammu enne vanadust - luud muutuvad habrasemaks ja rabedamaks ning kaotavad kaltsiumi. Muutused rakutasandil on märgatavad kohe pärast sukeldumistasandil lendamist.
Luukadude rakumehhanism on siiani jäänud ebaselgeks. On teada, et kaaluta olek muudab elusorganismis palju - näiteks süda kaotab järk-järgult oma oskuse kiireneda rõhu järsu muutusega. Seetõttu minestavad Maale naasnud astronaudid ootamatutest liikumistest. Muutused toimuvad ka geeniekspressiooni tasemel ja neid täheldati biomaterjalide kogumisel astronaudidelt.
Meduuside laborikalade konteinerid saabuvad ISS-i
Et teada saada, mis luu- ja kõhrerakkudes nullgravitatsiooniga täpselt juhtub, otsustasid teadlased ISS-i saata Jaapani akvaariumikalad medaka (Oryzias latipes), kelle rakumehhanismid luude ja kõhre arenguks on imetajate omadega väga sarnased. 2014. aastal lendasid kosmosejaama pardale geneetiliselt muundatud kalad, kelle kehas avaldus teatud geenide suurenenud aktiivsus heleda helena.
Selgus, et juba esimesel päeval nullgravitatsioonis hakkasid kalades intensiivselt töötama 105 geeni ja veel 49, vastupidi, olid kosmoses palju vähem aktiivsed kui Maa kontrollgrupi kalade kehad. Nendest geenidest on 5 seotud luurakkude arenguga: kaks reguleerivad osteoblastide (noorte luurakkude) kasvu ja kolm - osteoklastid - hiidrakud, mis osalevad olemasoleva luukoe lahustamises. Kõik need geenid reguleerivad transkriptsioonifaktorite tootmist, mis on seotud osteoblastide ja osteoklastide arenguga.
Medaka kala
Reklaamvideo:
Normaalsetes tingimustes hakkavad need geenid tööle erinevatel aegadel, kuid kaaluta olek on muutnud nende ajakava ja viinud tõsiste muutusteni luukoe struktuuris. Teadlased pole veel selgitanud, kuidas see nii laborikaladel kui ka inimestel täpselt juhtub.
Veelgi olulisemad on uuringu autorite tehtud üldised järeldused: muutused geeniaktiivsuses gravitatsiooni muutumise esimesel päeval viitavad sellele, et rakul on valmis raskusjõu hüpete vastane kaitsemehhanism, mis lülitub sisse peaaegu koheselt. See mehhanism muudab märkimisväärselt kogu kromatiini struktuuri - rakutuuma ainet, mis koosneb DNA-st, RNA-st ja nende tööks vajalikest valkudest, häälestades tuuma vastavalt raskusjõu muutusele.
Uurimistulemused avaldatakse teadusaruannetes.
