Несмотря на десятилетия космических полётов и множество спутников на орбите, влияние длительного пребывания в космосе на человеческий организм до сих пор вызывает немало вопросов. Попытки разобраться в этом осуществляются различными методами, однако действительно показательными оказались только эксперименты на людях. Именно такое уникальное исследование с участием идентичных близнецов, проведённое космическим агентством NASA, продемонстрировало, насколько глубоко и необратимо космические условия способны модифицировать человеческое тело.
Инициатива по участию в исследовании поступила от астронавта Скотта Келли, который предложил задействовать себя и своего брата-близнеца Марка, также астронавта, в качестве подопытных. Это масштабное годичное исследование длилось с 27 марта 2015 года по 2 марта 2016 года, а его окончательные результаты были обнародованы в 2019 году. В течение 340-дневной миссии Скотт находился на Международной космической станции, в то время как его брат Марк оставался на Земле под пристальным наблюдением учёных NASA.
Наблюдения показали, что, несмотря на в целом удовлетворительное состояние здоровья, у Скотта отметили увеличение роста, потерю мышечной массы, что является типичной проблемой для астронавтов, а также замедление процессов старения, что проявилось в изменении возрастной разницы с братом на пять миллисекунд. Хотя различия были незначительными, они стали основанием для громких заявлений об изменении ДНК. Примечательно, что примерно 7% экспрессии генов Скотта — то есть способа их использования организмом — оставались изменёнными даже через шесть месяцев после возвращения на Землю.
Детальное изучение влияния космического полёта на Скотта Келли выявило изменения как на физиологическом, так и на молекулярном уровнях. Среди них зафиксированы сдвиги в экспрессии генов, активности иммунной системы, длине теломеров и когнитивных функциях. Несмотря на то, что Скотт и Марк оставались генетически идентичными, длительный космический полёт был связан с изменениями в том, как определённые гены экспрессировались.
Следует отметить, что большинство этих выявленных изменений вернулись к норме после прибытия Скотта на Землю. Однако не все: исследователи идентифицировали 811 генов в нескольких типах клеток, которые не восстановились до своих первоначальных, дополетных уровней даже через шесть месяцев после возвращения. Значительная часть этих стойко изменённых генов, как выяснилось, связана с критически важными функциями иммунной системы и процессами восстановления повреждённых участков ДНК.
Отдельно в рамках исследования анализировали хромосомы братьев Келли, сосредоточившись на теломерах – защитных участках на концах хромосом, ассоциирующихся со старением. Команда установила: во время пребывания в космосе теломеры Скотта удлинились, но после возвращения на Землю снова сократились. Учёные отметили, что это открытие было неожиданным. Более длинные теломеры иногда связывают с более медленным старением, однако долгосрочное значение этих изменений до сих пор остаётся неясным.
При этом исследователи зафиксировали, что когнитивные способности Скотта, в частности точность и скорость реакции, снизились и оставались таковыми даже после возвращения на Землю. Отчёты указывают на то, что подобные удлинённые теломеры и снижение когнитивных функций являются довольно распространёнными побочными эффектами, наблюдающимися у астронавтов после длительных космических полётов, ставя под сомнение идеалистические представления о космических путешествиях.
Этот эксперимент, таким образом, указывает на вероятные биологические изменения, которые могут ожидать будущих участников космических путешествий. Он намекает на потенциальную необходимость внедрения новых, более тщательных мер безопасности для более длительных космических миссий, призванных защитить здоровье экипажа, хотя конкретные решения и их реализация остаются под вопросом и пока не представлены широкой публике.
Следует отметить, что это исследование было первым в своём роде, поскольку сосредоточивалось на изучении идентичных близнецов. Космическому агентству NASA и учёным нужно будет провести дополнительные исследования с участием большего количества подопытных, чтобы достоверно установить, являются ли полученные результаты типичными для широкого круга людей, или они уникальны для физиологии Скотта Келли. Исследование подчеркнуло необходимость поиска подобных изменений у других астронавтов, а не только ограничиваться единичными наблюдениями.
