Nghiên cứu của NASA về những biến đổi khi sống ngoài vũ trụ

Phi hành gia Scott Kelly gặp một số thay đổi trong biểu hiện gene và nhiễm sắc thể khi sống trên Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS) trong một năm.

Nghiên cứu phi hành gia song sinh của NASA mang lại những kết quả đáng chú ý, National Geographic hôm 15/3 đưa tin. Nghiên cứu nhằm so sánh phi hành gia Scott Kelly với người anh em sinh đôi Mark Kelly và tìm kiếm những thay đổi xảy ra khi Scott sống một năm trên Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS) còn Mark vẫn ở lại Trái Đất. Ba trong những khía cạnh được nghiên cứu là khả năng nhận thức, chức năng hệ miễn dịch và gene.

Scott Kelly tham gia nghiên cứu về phi hành gia song sinh của NASA. (Ảnh: CBS News).

Scott kết thúc nhiệm vụ ngoài không gian vào tháng 3/2016. Sau hai năm ông trở về Trái Đất, các nhà khoa học nhận thấy 7% biểu hiện gene của ông thay đổi và vẫn chưa trở lại bình thường. Điều này không có nghĩa ADN của ông bị đột biến mà chỉ là các gene thay đổi biểu hiện.

Trình tự gene giống như các chuỗi ký tự được sắp xếp và có nhiệm vụ tạo ra protein. Việc biến đổi sai ký tự hay chuỗi ký tự có thể gây ra rắc rối nhỏ hoặc để lại hậu quả nghiêm trọng, ví dụ như những đột biến khiến các khối u phát triển. Tuy nhiên, phần lớn các đột biến lại không được bộc lộ hay dễ phát hiện.

Mặt khác, biểu hiện gene phản ánh các gene hoạt động hay không hoạt động. Trong cơ thể mỗi người, hầu hết các tế bào có gene giống nhau nhưng gene của chúng được biểu hiện theo những dạng khác nhau. Những dạng biểu hiện này tạo nên tim, não, nhãn cầu và các bộ phận khác, gần giống như việc dùng những nguyên liệu giống nhau để chế biến thành nhiều món ăn khác nhau.

Kết quả nghiên cứu của NASA cho thấy ảnh hưởng của việc sống trên trạm ISS đến biểu hiện của một số gene, nhất là những gene liên quan đến chức năng miễn dịch, sửa chữa ADN và sự phát triển của xương.

Phi hành gia Scott Kelly (phải) cùng người anh em sinh đôi Mark Kelly (trái). (Ảnh: National Geographic).

7% gene của Scott thay đổi cách biểu hiện trong vũ trụ vẫn thay đổi sau 6 tháng ông trở về Trái Đất, theo Christopher Mason, chuyên gia phụ trách phân tích. "Đây là lần đầu tiên một thí nghiệm dạng này được tiến hành, nó tạo ra những tiêu chuẩn cho các nghiên cứu về phi hành gia trong tương lai. Tuy nhiên, con số này có thể nằm trong phạm vi thay đổi xảy ra với con người dưới tình trạng chịu sức ép như leo núi hay lặn có bình khí", Mason bổ sung.

Việc biểu hiện gene thay đổi như vậy thực chất không phải bất thường. Điều này vẫn xảy ra khi chúng ta ốm, hoặc để phản ứng lại với các yếu tố môi trường. Chắc chắn việc Scott sống một năm trong môi trường vi trọng lực với oxy giảm và mức độ bức xạ tăng có thể gây ra những thay đổi đó.

ADN của Mark và Scott cũng không giống nhau hoàn toàn. Con người trải qua các đột biến ngẫu nhiên trong bộ gene khi lớn lên và già đi. Xác suất trình tự gene của Mark và Scott được thay đổi ngẫu nhiên theo cách hoàn toàn giống nhau rất nhỏ.

"Không cặp sinh đôi nào giống hệt nhau, và tất cả chúng ta đều tích lũy các đột biến ngẫu nhiên. Chỉ riêng việc tiếp xúc với bức xạ cũng khiến Scott có các đột biến khác hoặc nhiều đột biến hơn Mark hay bất cứ ai không sống một năm ngoài vũ trụ", chuyên gia Susan Bailey tại Đại học Bang Colorado, thành viên nhóm nghiên cứu, giải thích.

Một trong những phát hiện gây ngạc nhiên từ nghiên cứu của NASA là nhiễm sắc thể của Scott mọc dài hơn, ít nhất là đối với các bạch cầu. Các telomere, đầu mút của nhiễm sắc thể, dài ra trong khi thông thường phải ngắn lại khi con người già đi. Chúng đã nhanh chóng co về độ dài ban đầu sau khi Scott trở về Trái Đất.

"Chúng tôi đang cố gắng tìm hiểu nguyên nhân gây ra những thay đổi này để từ đó có thể đánh giá tốt hơn các nguy cơ đối với sức khỏe con người", Bailey cho biết. Bà cũng lưu ý, chế độ tập luyện và dinh dưỡng của Scott trên trạm ISS có thể góp phần dẫn đến những thay đổi về nhiễm sắc thể.