Sebuah tim ilmuwan internasional mempelajari ikan yang telah mengunjungi ISS dan menemukan mekanisme seluler yang mengatur pengeroposan tulang dalam gravitasi nol. Ternyata gayaberat mikro mengubah gen yang bertanggung jawab atas perkembangan sel jaringan tulang.
Nyatanya, tidak hanya kerangka ikan yang terserang gayaberat mikro. Kehilangan jaringan tulang adalah salah satu masalah paling serius yang dihadapi para astronot selama dan setelah shift mereka di ISS. Manifestasi kehilangan menyerupai osteoporosis pikun, meskipun astronot mengalaminya jauh sebelum usia tua - tulang menjadi lebih rapuh dan rapuh, dan kehilangan kalsium. Perubahan pada tingkat sel terlihat segera setelah terbang dengan pesawat selam.
Mekanisme seluler dari pengeroposan tulang masih belum jelas sampai sekarang. Diketahui bahwa bobot tidak berubah banyak dalam organisme hidup - misalnya, jantung secara bertahap kehilangan keterampilannya untuk berakselerasi dengan perubahan tekanan yang tajam. Karena itu, para astronot yang telah kembali ke Bumi pingsan karena gerakan tiba-tiba. Perubahan juga terjadi pada tingkat ekspresi gen dan diamati selama pengumpulan biomaterial dari astronot.
Wadah ikan laboratorium ubur-ubur tiba di ISS
Untuk mengetahui apa yang sebenarnya terjadi pada sel tulang dan tulang rawan dalam gravitasi nol, para ilmuwan memutuskan untuk mengirim medaka ikan akuarium Jepang (Oryzias latipes) ke ISS, yang mekanisme selulernya untuk perkembangan tulang dan tulang rawan sangat mirip dengan mamalia. Pada tahun 2014, ikan hasil rekayasa genetika terbang di atas stasiun luar angkasa, yang di tubuhnya peningkatan aktivitas gen tertentu menampakkan dirinya sebagai cahaya terang.
Ternyata, pada hari pertama dalam gravitasi nol, 105 gen mulai bekerja secara intensif pada ikan, dan 49 gen lainnya, sebaliknya, jauh lebih tidak aktif di luar angkasa daripada di tubuh ikan dari kelompok kontrol di Bumi. Dari gen ini, 5 berhubungan dengan perkembangan sel kerangka: dua mengatur pertumbuhan osteoblas (sel tulang muda), dan tiga - osteoklas - sel raksasa yang terlibat dalam melarutkan jaringan tulang yang ada. Semua gen ini mengatur produksi faktor transkripsi yang terlibat dalam perkembangan osteoblas dan osteoklas.
Ikan medaka
Video promosi:
Dalam kondisi normal, gen ini mulai bekerja pada waktu yang berbeda, tetapi keadaan tanpa bobot telah mengubah jadwal mereka dan menyebabkan perubahan serius pada struktur jaringan tulang. Para ilmuwan belum menjelaskan dengan tepat bagaimana ini terjadi pada ikan laboratorium dan manusia.
Yang lebih penting adalah kesimpulan umum yang dibuat oleh penulis studi: perubahan aktivitas gen pada hari pertama perubahan gravitasi menunjukkan bahwa sel memiliki mekanisme pertahanan yang siap pakai melawan lompatan gravitasi, yang menyala hampir seketika. Mekanisme ini secara signifikan mengubah seluruh struktur kromatin - substansi inti sel, yang terdiri dari DNA, RNA, dan protein yang diperlukan untuk pekerjaannya, menyetel nukleus sesuai dengan perubahan gravitasi.
Hasil penelitiannya dipublikasikan di Scientific Reports.
