Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Микрогравитация ускорила старение стволовых клеток
Долгий полет за пределы Земли может изменить организм сильнее, чем предполагали ученые. Авторы нового исследования показали, что даже несколько недель на орбите запускают негативные для здоровья процессы, которые обычно развиваются годами.
С того самого дня, как Юрий Гагарин совершил первый виток вокруг Земли, медики и ученые изучают влияние космической среды на организм человека. Авторы ряда исследований доказали, что космос — враждебная для людей среда. Микрогравитация приводит к ослаблению мышц и потере костной массы, поскольку мышцы и кости лишаются обычной механической нагрузки, которая поддерживает их структуру и функцию. Космическая радиация вызывает повреждения ДНК и другие клеточные повреждения, что повышает долгосрочный риск развития рака.
Это подтвердил знаменитый эксперимент NASA с участием близнецов Скотта и Марка Келли. Астронавт Скотт Келли провел на МКС 340 дней, в то время как его брат-близнец Марк оставался на Земле.
Ученые наблюдали за изменениями в организме Скотта и выяснили, что в условиях микрогравитации меняется работа генов, кишечная микрофлора и длина теломер — защитных колпачков на концах хромосом. Теломеры удлинялись, что обычно ассоциируется с молодостью. Часть изменений исчезла после возвращения на Землю, но некоторые сохранились, включая сбои в работе генов.
Позже команда исследователей из Space Omics and Medical Atlas опубликовала 44 научные статьи по космической биологии. Ученые подтвердили, что космос действует на организм не только через перегрузки и стресс, но и на клеточном уровне. Однако до сих пор не хватало прямых данных о том, как именно стареют стволовые клетки крови, отвечающие за обновление организма и работу иммунной системы.
Чтобы это выяснить, американские исследователи под руководством Катрионы Джеймисон (Catriona Jamieson) из Калифорнийского университета в Сан-Диего вместе со специалистами компании Space Tango провели серию экспериментов на борту Международной космической станции. Ученые сфокусировали внимание на гемопоэтических стволовых и прогениторных клетках — это первоисточники всех клеток крови и иммунной системы. От их здоровья напрямую зависит способность организма восстанавливаться и противостоять болезням.
Джеймисон и ее коллеги отправили эти клетки в космос с четырьмя миссиями SpaceX Commercial Resupply Services по доставке груза на МКС. Для этого они использовали миниатюрные трехмерные биосенсоры — «нанобиореакторы», которые позволяли выращивать человеческие стволовые клетки крови в условиях микрогравитации. Специалисты наблюдали за экспериментом в режиме реального в режиме с помощью инструментов на основе искусственного интеллекта.
В космосе стволовые клетки подвергались воздействию от 32 до 45 дней. За это время они показали признаки ускоренного старения, иными словами, начинали вести себя так, будто организм прожил годы. Клетки потеряли способность производить здоровые новые клетки в прежнем объеме. Вместо этого они перешли в гиперактивное состояние, сжигали свои энергетические резервы и теряли ключевую способность — отдыхать и восстанавливаться. Именно способность к покою позволяет стволовым клеткам функционировать и регенерировать ткани на протяжении всей жизни.
На молекулярном уровне ученые заметили рост повреждений ДНК и укорочение теломер — одного из главных признаков старения. Внутри митохондрий, энергетических станций клетки, появились явные признаки стресса и воспаления.
Интересно, что во время эксперимента активизировались «спящие» участки генома. Обычно некоторые участки ДНК «молчат» и ничего не делают — это важно для стабильности генома. Но в стареющих клетках они могут активироваться: начинают активно использоваться клеткой для синтеза молекул РНК, что мешает нормальной работе клетки и может вызывать дополнительные проблемы. Это ослабляет иммунный ответ и повышает риск развития онкологических заболеваний.
Авторы исследования сообщили и об обнадеживающем результате. Когда ученые вернули «состарившиеся» в космосе клетки в молодую, здоровую среду в лаборатории, часть повреждений начала обращаться вспять. Это открывает перспективы для разработки фармацевтических или генетических методов, которые смогут «омолаживать» пострадавшие клетки и защищать человека во время длительных миссий.
Научная работа опубликована в журнале Cell Stem Cell.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые давно знают как с хорошим приближением прогнозировать рост поверхностей. Но экспериментально подтвердить точное соответствие реальных процессов и модели — гораздо более сложная задача, у которой, тем не менее, есть решение.
На Меркурии может появиться первый в истории «вечный рассвет»: ученые предложили отправить туда планетоход, который будет постоянно ехать вдоль границы дня и ночи. Подход открывает путь к изучению одного из самых загадочных миров Солнечной системы без риска разрушительного перегрева.
Микробиологи вырастили неизвестный ранее вид Асгард-архей из гиперсоленых микробных матов и впервые сделали 3D-снимки их прямого физического контакта с симбиотическими бактериями. Анализ томограмм показал встречное структурное движение: археи формируют сложную сеть из нитей и отпочковывающихся мембранных пузырьков, а бактерии прокладывают к этой сети прямые белковые нанотрубки. Визуализация подтверждает гипотезу о том, что эукариотические клетки возникли в результате тесного физического и метаболического переплетения двух микроорганизмов.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Ученые давно знают как с хорошим приближением прогнозировать рост поверхностей. Но экспериментально подтвердить точное соответствие реальных процессов и модели — гораздо более сложная задача, у которой, тем не менее, есть решение.
Окаменелые остатки рептилии возрастом 289 миллионов лет сохранили полное анатомическое устройство грудной клетки ранних покорителей суши. Благодаря нетронутым хрящам исследователи реконструировали механику первого полноценного реберного дыхания. Наличие в тканях оригинальных белков подтвердило, что сложные органические молекулы способны сохраняться в палеонтологической летописи почти на 100 миллионов лет дольше, чем считалось.
В парках некоторых стран все чаще можно заметить странную картину: синицы и воробьи вместо пуха и веточек приносят в клювах сигаретные окурки. Орнитологи из Польши решили выяснить, зачем птицы выстилают гнезда мусором, пропитанным никотином. Оказалось, пернатые нашли способ использовать вредную человеческую привычку для защиты своего потомства. Но, как это часто бывает в природе, у медали есть обратная сторона.
Марсоход «Персеверанс» обнаружил в камнях на кромке кратера Езеро спектральные признаки минерала корунда, из которого на Земле образуются рубины и сапфиры. Такие спектры на Красной планете зарегистрировали впервые. Теперь ученые пытаются понять, при каких процессах он мог там сформироваться, ведь условия на Марсе заметно отличаются от тех, в которых корунд обычно образуется на Земле.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии