Ученые СО РАН исследовали изменения в генах мух дрозофил, которые родились и выросли в космосе. Оказалось, что у них произошли изменения хитиновой оболочки, но после 12 часов на Земле состояние мух пришло в норму. Новосибирские ученые полагают, что это открытие дает надежду людям на космические путешествия.
Мух дрозофил запустили на околоземную орбиту в 2014 году на космическом спутнике «Фотон-М4», этот эксперимент был организован Институтом медико-биологических проблем РАН в сотрудничестве с Роскосмосом. Ученые хотели выяснить, как происходит развитие живых организмов в невесомости и условиях космических полетов. В исследовании вернувшихся на Землю мух приняли и новосибирские ученые, сотрудники лаборатории геномики Института молекулярной и клеточной биологии СО РАН.
«Здесь была интересна именно длительность полета. Спутник провел на орбите около двух месяцев. За это время там сменилось три поколения дрозофил. То есть, мы изучали организмы, которые никогда не знали земного притяжения. Причем, это было уже второе поколение, выросшее в условиях невесомости, – рассказал
«Науке в Сибири» заведующий лабораторией геномики института, кандидат биологических наук Степан Белякин. – Понятно, что за два поколения мухи не начнут эволюционировать, превращаться в «космических мутантов», но этого вполне достаточно, чтобы мы могли оценить то, что в биологии называется «нормой реакции» – некоторый диапазон, в котором организм откликается на условия обитания».
Один образец мух ученые отобрали сразу на месте приземления спутника, в Оренбургскую степь они прилетели с микроскопом и жидким азотом, которым заморозили мух. Части же позволили развиваться еще 12 часов, сутки и так далее, чтобы изучить, насколько быстро они вернуться к нормальному состоянию. Контрольную группу мух выращивали в Институте медико-биологических проблем РАН в таких же условиях, как и в космосе, за исключением гравитации.
Ученые института СО РАН провели полногеномный анализ всех этих групп (всего у мухи-дрозофилы более 13 тысяч генов). Оказалось, что изменения произошли. Например, изменилась активность генов, отвечающих за формирование хитиновой оболочки мухи, ее экзоскелета. Ученые выявили несколько таких генов. Это, по их мнению, похоже на то, что происходит с опорно-двигательным аппаратом и костьми космонавтов.
«Но что меня удивило больше всего, это то, с какой скоростью все восстановилось обратно. Все изменения, которые мы наблюдали, пришли к норме в течение уже 12 часов, – рассказал Степан Белякин. – А значит, можно предположить существование механизма, который регулирует гены в зависимости от силы тяжести. Скорее всего, эффект не прямой: физиологическая нагрузка возросла, поскольку муха стала иметь вес (хоть и маленький, но он появился), и каким-то образом это привело к тому, что гены активизировались. Вероятно, здесь имеет место какая-то физиологическая реакция, которая отразилась также и на активности генов. Получается, что в этом эксперименте удалось пронаблюдать норму реакции, тот самый диапазон откликов организма на конкретный фактор – отсутствие силы тяжести. Причем стоит нам все вернуть обратно, как все тут же восстанавливается, устойчивость организма очень высокая».
Ученые отмечают, что это открытие дает надежду на возможность длительных космических перелетов для человека. Они предполагают, что если группа людей отправится в столетнее путешествие до отдаленной звезды, то их потомки, вернувшись к гравитации, быстро восстановятся, и гены будут работать правильно.
Новосибирские ученые изучили гены мух из космоса
Ученые СО РАН исследовали изменения в генах мух дрозофил, которые родились и выросли в космосе. Оказалось, что у них произошли изменения хитиновой оболочки, но после 12 часов на Земле состояние мух пришло в норму. Новосибирские ученые полагают, что это открытие дает надежду людям на космические путешествия.
Мух дрозофил запустили на околоземную орбиту в 2014 году на космическом спутнике «Фотон-М4», этот эксперимент был организован Институтом медико-биологических проблем РАН в сотрудничестве с Роскосмосом. Ученые хотели выяснить, как происходит развитие живых организмов в невесомости и условиях космических полетов. В исследовании вернувшихся на Землю мух приняли и новосибирские ученые, сотрудники лаборатории геномики Института молекулярной и клеточной биологии СО РАН.
«Здесь была интересна именно длительность полета. Спутник провел на орбите около двух месяцев. За это время там сменилось три поколения дрозофил. То есть, мы изучали организмы, которые никогда не знали земного притяжения. Причем, это было уже второе поколение, выросшее в условиях невесомости, – рассказал
«Науке в Сибири» заведующий лабораторией геномики института, кандидат биологических наук Степан Белякин. – Понятно, что за два поколения мухи не начнут эволюционировать, превращаться в «космических мутантов», но этого вполне достаточно, чтобы мы могли оценить то, что в биологии называется «нормой реакции» – некоторый диапазон, в котором организм откликается на условия обитания».
Один образец мух ученые отобрали сразу на месте приземления спутника, в Оренбургскую степь они прилетели с микроскопом и жидким азотом, которым заморозили мух. Части же позволили развиваться еще 12 часов, сутки и так далее, чтобы изучить, насколько быстро они вернуться к нормальному состоянию. Контрольную группу мух выращивали в Институте медико-биологических проблем РАН в таких же условиях, как и в космосе, за исключением гравитации.
Ученые института СО РАН провели полногеномный анализ всех этих групп (всего у мухи-дрозофилы более 13 тысяч генов). Оказалось, что изменения произошли. Например, изменилась активность генов, отвечающих за формирование хитиновой оболочки мухи, ее экзоскелета. Ученые выявили несколько таких генов. Это, по их мнению, похоже на то, что происходит с опорно-двигательным аппаратом и костьми космонавтов.
«Но что меня удивило больше всего, это то, с какой скоростью все восстановилось обратно. Все изменения, которые мы наблюдали, пришли к норме в течение уже 12 часов, – рассказал Степан Белякин. – А значит, можно предположить существование механизма, который регулирует гены в зависимости от силы тяжести. Скорее всего, эффект не прямой: физиологическая нагрузка возросла, поскольку муха стала иметь вес (хоть и маленький, но он появился), и каким-то образом это привело к тому, что гены активизировались. Вероятно, здесь имеет место какая-то физиологическая реакция, которая отразилась также и на активности генов. Получается, что в этом эксперименте удалось пронаблюдать норму реакции, тот самый диапазон откликов организма на конкретный фактор – отсутствие силы тяжести. Причем стоит нам все вернуть обратно, как все тут же восстанавливается, устойчивость организма очень высокая».
Ученые отмечают, что это открытие дает надежду на возможность длительных космических перелетов для человека. Они предполагают, что если группа людей отправится в столетнее путешествие до отдаленной звезды, то их потомки, вернувшись к гравитации, быстро восстановятся, и гены будут работать правильно.
