Дослідження близнюків - Мистецтво науки про життя

Вплив космічних польотів на організм людини: річний експеримент NASA з близнюками-астронавтами

Ризики відправлення людей на Марс

Оскільки людство націлилося на Марс, науковці та етики висловлюють занепокоєння щодо фізичних втрат, які тривале перебування у космосі може спричинити організму людини. Маючи обмежені дані про вплив тривалих космічних польотів, NASA проводить новаторський експеримент із близнюками-астронавтами Марком та Скоттом Келлі, щоб пролити світло на ці потенційні ризики.

Експеримент братів Келлі

Наступного року Марк і Скотт Келлі розпочнуть річний експеримент, під час якого вони проходитимуть суворі медичні тести та спостереження. Скотт перебуватиме на Міжнародній космічній станції, тоді як Марк залишатиметься на Землі як контрольний суб’єкт. Це унікальне дослідження надасть цінну інформацію про вплив космічних подорожей на організм людини, включаючи втрату кісток і м’язів, вплив радіації та функціонування імунної системи.

Втрата кісток і м’язів у космосі

Одним із відомих наслідків космічних польотів є втрата кісткової та м’язової маси. Відсутність гравітації в космосі призводить до того, що тіло втрачає свій природний опір до стиснення, що призводить до зменшення щільності кісток і м’язової маси. Це може мати серйозні наслідки для довгострокового здоров’я астронавтів, збільшуючи ризик переломів і проблем із рухливістю.

Вплив радіації та ризик раку

Ще одне велике занепокоєння, пов’язане з космічними подорожами, — це вплив радіації. Астронавти в космосі зазнають впливу високих рівнів радіації від космічних променів і сонячних спалахів. Ця радіація може пошкодити клітини та збільшити ризик раку. Експеримент NASA з близнюками Келлі допоможе визначити ступінь цього ризику та розробити стратегії для зменшення його наслідків.

Функціонування імунної системи у космосі

Імунна система відіграє вирішальну роль у захисті організму від інфекцій. Однак було показано, що космічні польоти пригнічують імунну функцію, роблячи астронавтів більш сприйнятливими до хвороб. Експеримент братів Келлі досліджуватиме, як космічні подорожі впливають на імунну систему, і визначить способи її зміцнення для майбутніх місій.

Обмеження досліджень близнюків

Хоча дослідження близнюків дають цінну інформацію про вплив космічних польотів, вони також мають обмеження. Близнюки не є ідентичними, і їхня генетика та життєвий досвід можуть спричинити варіативність результатів. Крім того, невеликий розмір вибірки в дослідженнях близнюків обмежує їхню узагальнюваність.

Висновки з експерименту братів Келлі

Незважаючи на ці обмеження, очікується, що експеримент братів Келлі дасть значні висновки щодо впливу космічних польотів на організм людини. Порівнюючи здоров’я Марка і Скотта після року в космосі, дослідники краще зрозуміють фізіологічні проблеми, з якими стикаються астронавти, і розроблять стратегії для захисту їхнього здоров’я під час майбутніх місій на Марс і далі.

Етичні міркування

Дослідження нових світів пов’язане з невід’ємними ризиками, і важливо зважити потенційні переваги дослідження космосу відносно ризиків для здоров’я людини. Експеримент братів Келлі є критичним кроком у вирішенні цих етичних проблем і забезпеченні того, щоб майбутні космічні місії проводились із найвищою обережністю та турботою про благополуччя астронавтів.

Однояйцеві близнюки: не такі ідентичні, як ми думали

Однояйцевих близнюків часто вважають ідентичними з точки зору генетики, але нові дослідження показують, що це не зовсім так. Коли близнюки ростуть і розвиваються, вони можуть набувати свій власний унікальний набір мутацій, що може призвести до суттєвих генетичних відмінностей між ними.

Соматичні мутації у однояйцевих близнюків

Соматичні мутації – це мутації, які відбуваються в клітинах тіла після зачаття. Ці мутації можуть виникати під час поділу клітин або внаслідок впливу факторів навколишнього середовища, таких як радіація чи хімікати.

Дослідження, проведене Жуй Лі в Університеті Макгілла, виявило, що в середньому у пари близнюків є 359 соматичних мутацій у своєму геномі, усі з яких відбулися під час раннього розвитку. Ці мутації можуть впливати на різні гени, включаючи гени, що беруть участь у фізичній зовнішності, схильності до захворювань і поведінці.

Інші генетичні відмінності між однояйцевими близнюками

Окрім соматичних мутацій, однояйцеві близнюки також можуть відрізнятися за іншими генетичними ознаками. Наприклад, один із близнюків може мати іншу кількість копій певного гену, ніж інший близнюк. Це відомо як варіант числа копій (CNV).

CNV можуть мати значний вплив на результати здоров’я. Наприклад, у дослідженні, проведеному Карлом Брудером з Університету Алабами в Бірмінгемі, одному з близнюків не вистачало деяких генів на певних хромосомах, що свідчило про ризик розвитку лейкемії, від якої він дійсно страждав. Інший близнюк не мав цих відсутніх генів і не захворів на лейкемію.

Наслідки для досліджень близнюків

Той факт, що однояйцеві близнюки насправді не є генетично ідентичними, має важливі наслідки для досліджень близнюків. Дослідження близнюків часто використовуються для вивчення ролі генів і навколишнього середовища у складних захворюваннях, таких як шизофренія та аутизм.

Якщо однояйцеві близнюки не є генетично ідентичними, тоді важче визначити, якою мірою гени сприяють цим захворюванням. Крім того, може бути важче використовувати однояйцевих близнюків як контрольну групу в дослідженнях факторів ризику навколишнього середовища.

Висновки

Відкриття того, що однояйцеві близнюки не такі генетично ідентичні, як ми колись думали, має значні наслідки для нашого розуміння генетики та захворювань. Важливо враховувати ці генетичні відмінності при інтерпретації результатів досліджень близнюків і при прийнятті рішень щодо медичного обслуговування однояйцевих близнюків.

Скільки соматичних мутацій відбувається у однояйцевих близнюків під час раннього розвитку?

У чому полягають генетичні відмінності між однояйцевими близнюками?

Окрім соматичних мутацій, однояйцеві близнюки також можуть відрізнятися за іншими генетичними ознаками, наприклад:

Варіант числа копій (CNV): Один із близнюків може мати іншу кількість копій певного гену, ніж інший близнюк.
Мітохондріальна ДНК (мтДНК): мтДНК передається від матері до дитини, і в однояйцевих близнюків можуть бути різні послідовності мтДНК, якщо вони успадкували різну мтДНК від своєї матері.
Епігенетичні модифікації: Це зміни в ДНК, які не змінюють основну послідовність, але можуть впливати на експресію генів.

Як генетичні варіації можуть впливати на результати здоров’я однояйцевих близнюків?

Генетичні варіації між однояйцевими близнюками можуть впливати на їх результати здоров’я різними способами. Наприклад, один із близнюків може бути більш схильним до певного захворювання, ніж інший близнюк, або вони можуть по-різному реагувати на одне й те саме лікування.

Які обмеження використання однояйцевих близнюків у генетичних дослідженнях?

Той факт, що однояйцеві близнюки насправді не є генетично ідентичними, має обмеження для їх використання в генетичних дослідженнях. Наприклад, може бути важче визначити, якою мірою гени сприяють складним захворюванням, і може бути важче використовувати однояйцевих близнюків як контрольну групу в дослідженнях факторів ризику навколишнього середовища.

Чи можуть однояйцеві близнюки уникнути покарання за вбивство через їх генетичну схожість?

Немає жодних доказів, які б свідчили про те, що однояйцеві близнюки можуть уникнути покарання за вбивство через їх генетичну схожість. Хоча однояйцеві близнюки можуть мати багато спільних фізичних і генетичних характеристик, вони все одно є двома окремими особами з власними унікальними думками, почуттями та мотиваціями.