توصل باحثون إلى أن التعرض للجاذبية الصغرى على متن محطة الفضاء الدولية يتسبب في إنتاج الميتوكوندريا في الخلايا البشرية والديدان كميات أقل من البروتينات.
حدد العمل أيضًا مسارًا جزيئيًا غير معروف سابقًا، يترجم تأثيرات الجاذبية على الميتوكوندريا من خلال الفعل الميكانيكي لالتصاق الخلايا، وهو ما يمكن أن يفسر سبب انخفاض نشاط البروتين عند إزالة تلك التأثيرات. ونشرت الدراسة في اتصالات الطبيعة في 30 يونيو1.
يقول توماس كوريدون، عالِم الأحياء الفضائية بجامعة آرهوس في الدنمارك، إن النتائج “قد تكون لها آثار على المسافرين عبر الفضاء”. “ويمكن استخدام هذا لفهم كيفية إعداد رواد الفضاء بشكل أفضل للذهاب إلى الفضاء.”
أشارت الدراسات السابقة للخلايا والفئران التي تم نقلها إلى الفضاء وعينات من رواد الفضاء إلى أن الرحلات الفضائية تؤدي إلى تلف الميتوكوندريا2. يقول أفشين بهشتي، الباحث في الطب الحيوي الفضائي بجامعة بيتسبرج في بنسلفانيا، والذي شارك في العمل السابق: “لقد رأينا نظرة عامة حول كيفية حدوث خلل تنظيم الميتوكوندريا”. ويضيف أن الآليات الجزيئية التي تؤثر من خلالها الجاذبية على بيولوجيا الميتوكوندريا غير مفهومة جيدًا. وجدت أبحاث سابقة أيضًا أن انخفاض الجاذبية كان له تأثير على نسخ الحمض النووي إلى الحمض النووي الريبي المرسال3.
تقوم الخلايا بتبادل الميتوكوندريا الخاصة بها. ماذا يعني هذا لصحتنا؟
لكن بالنسبة لأحدث دراسة، أراد شينتارو إيواساكي، عالم الأحياء الجزيئية في معهد البحوث العلمية الوطني الياباني RIKEN في واكو، وزملاؤه بدلاً من ذلك النظر في التأثيرات على الترجمة، حيث تستخدم الآلات الجزيئية التي تسمى الريبوسومات mRNAs لتخليق البروتينات.
وبمساعدة رواد فضاء محطة الفضاء الدولية، قام الفريق بزراعة خلايا بشرية في وحدة معملية على متن المحطة لمدة 24 أو 48 ساعة، ثم قام بتجميدها. تم حفظ عينات الخلايا الضابطة في جهاز طرد مركزي يحاكي الجاذبية الأرضية القياسية أثناء زراعتها.
وبعد إعادة جميع العينات إلى الأرض، كشف تحليلهم أن الخلايا التي تعرضت للجاذبية الصغرى لمدة 24 ساعة كانت تحتوي على عدد أقل من الحمض النووي الريبوزي الميتوكوندري (mRNAs) مقارنة بالخلايا الضابطة، وأن ريبوسومات الميتوكوندريا الخاصة بها أنتجت بروتينات أقل.
ووجد الباحثون نتائج مماثلة، وإن كانت أقل وضوحًا، في يرقات التهاب الربداء الرشيقة الديدان التي تم استزراعها في الجاذبية الصغرى في المحطة الفضائية لمدة أربعة أيام، مقارنة بالديدان التي تم الاحتفاظ بها في جهاز الطرد المركزي.
علاوة على ذلك، استخدم إيواساكي وزملاؤه، في تجارب معملية مرتبطة بالأرض، أداة كلينوستات، وهي أداة تقوم بتدوير الخلايا لتقليد الجاذبية المنخفضة. وبعد 24 ساعة من استخدام الكلينوستات، أظهرت الميتوكوندريا في الخلايا البشرية انخفاضًا في إنتاج 13 بروتينًا. يؤدي الحفاظ على دوران الخلايا لمدة تصل إلى 48 ساعة و72 ساعة إلى انخفاض تخليق بروتين الميتوكوندريا.
يقول كوريدون: “من المعروف أن الجاذبية الصغرى تقلل أو تغير التعبير الجيني”. ويضيف أن هذا التحليل يقدم دليلا على كيفية تأثيره على الخلايا “مباشرة على مستوى البروتين”.
