ניתוח ראשוני של נתונים שנאספו מתאומים זהים בעוד אחד מהם שוהה בתחנת החלל והאחר על הקרקע, מצא שינויים גנטיים בלתי צפויים אצל האסטרונאוט

סוכנות החלל האמריקאית, נאס"א, מפרסמת מתונים ראשונים ממחקר התאומים שהשווה בין המטען הגנטי של האסטרונאוט סקוט קלי, ששהה כמעט שנה שלמה ברציפות בתחנת החלל הבינלאומית, לזה של תאומו הזהה, מארק, שנשאר על כדור הארץ. דגימות שנלקחו לפני המשימה של קלי, במהלכה ואחריה, מצביעות על הבדלים בין התאומים בביטוי גנים, בשינויים כימיים ב-DNA ובסמנים ביולוגיים אחרים – מדדים שאמורים להיות זהים בתנאים נורמליים בגלל זהות גנטית מלאה בין התאומים.

התוצאות הראשונות הוצגו בכינוס של המרכז לחקר האדם בחלל של נאס"א. כריסטופר מייסון (Mason), גנטיקאי מאוניברסיטת קורנל בניו-יורק, אמר לאתר Nature: "כמעט כל המדענים שמעורבים במחקר מדווחים על הבדלים בין האחים, החל מאורך הכרומוזומים וכלה באוכלוסיית החיידקים (מיקרוביום) של המעיים. בעודנו מדברים, חלק מהנתונים עדיין מתקבלים".

סקוט קלי בילה 340 ימים בחלל בשנים 2015-16, ובסה"כ 520 ימים בכל חייו. אחיו התאום מארק שגם הוא אסטרונאוט בילה במצטבר 54 ימים בחלל בארבע משימות בין 2001 ל-2011. מאחר שלשני התאומים בדיוק אותו מטען גנטי וחוויות חיים דומות, החוקרים מעריכים כי הבדלים בדגימות הדם ודגימות ביולוגיות אחרות שנלקחו מהם בתקופת הניסוי נובעים רק מהשהות בחלל.

שינויים בלתי צפויים

 שינוי אחד שנמצא הוא בטלומרים – קצות הכרומוזומים שמגנים עליהם, ומתקצרים עם כל חלוקה של התא. הטלומרים של סקוט התארכו במהלך שהותו בחלל לאורך רב יותר מאלו של מארק, אך חזרו מהר לאורכם המקורי עם שובו לכדור הארץ. "זה בדיוק ההיפך ממה שציפינו", אמרה סוזן ביילי, ביולוגית של קרינה באוניברסיטת קולורדו. בדיקה במעבדה נוספת איששה את התוצאות הללו. המשמעות של הממצא אינה ברורה, וכדי לפזר את הערפל סביבו, נערך כעת מחקר נפרד על אורך הטלומר בעשרה אסטרונאוטים אחרים, והמדענים מקווים שישפוך אור על התעלומה כשיושלם ב-2018.

הוספה של סמן כימי ל-DNA שעשוי להשפיע על השעתוק שלו (תהליך ביניים הכרחי בדרך לייצור חלבון על סמך המידע הגנטי)– ירדה אצל סקוט במהלך השהות בחלל, אך עלתה אצל מארק במהלך אותה התקופה. אצל שני התאומים, הרמות חזרו לערכים הנורמליים עם שובו של סקוט לכדור הארץ. גם המשמעות של ממצא זה אינה ברורה לחלוטין.

צוותו של מייסון דיווח גם על הבדלים בין התאומים בדפוס ביטוי הגנים שלהם – כלומר, באיזו מידה גנים מסוימים עוברים שעתוק. שינויים בביטוי גנים מתרחשים כל הזמן אצל כולנו, והם קשורים לשינויים סביבתיים, למשל בתזונה ובהרגלי השינה. עם זאת, נראה שהשינויים אצל סקוט היו גדולים יותר – ייתכן שכתוצאה מהדחק שנלווה לאכילת מזון קפוא ומיובש וכן לשינה תוך כדי ריחוף באוויר.

סקוט קלי עושה ניסויים בתחנת החלל, בעוד אחיו עושה אותם על הקרקע. צילום: נאס"א
סקוט קלי עושה ניסויים בתחנת החלל, בעוד אחיו עושה אותם על הקרקע. למעלה: שני התאומים | צילומים: נאס"א

רפואה מותאמת לאסטרונאוט

תוצאות המחקר פותחות פתח לאפשרות של רפואה מותאמת אישית, שתשמור על בריאות האסטרונאוטים במהלך משימה ארוכה, כמו למשל טיסה למאדים. לדוגמה, ייתכן שבעתיד ייערכו סריקות גנטיות למועמדים לתפקיד טייסי חלל, כדי לגלות למשל אם הם בעלי נטייה גנטית מוגברת לסרטן, ועלולים לחלות במהלך המשימה, בין השאר בשל התנאים בחלל. האתגר כעת הוא לגלות כמה מההבדלים שנראו בין התאומים בניסוי אכן ספציפיים לדרישות הפיזיות של טיסת חלל, וכמה מהם קשורים לשונות טבעית. אתגר נוסף יהיה לבחון עד כמה התוצאות שהתקבלו ממדגם של שני אנשים, רלוונטיות לכלל האוכלוסייה.

עם כל המגבלות – ויש להוסיף להן את העובדה שחלק ניכר מהתוצאות הן מידע גנטי רגיש, שלא בטוח שהתאומים ירצו לחשוף – זה אחד מהאפיונים המולקולריים המפורטים ביותר שאי פעם נעשו, באחת הסביבות המאתגרות ביותר מבחינה פיזית לאדם. חבר בצוות החוקרים, אנדרו פיינברג, אמר: "החשיבות הגדולה ביותר של המחקר היא בעצם היכולת לבצע אותו. לדעתי איש לא העלה בדעתו שיהיה אפשרי לעשות מחקר גנטי על אסטרונאוט בחלל".

2 תגובות

  • עופר

    איינשטיין כבר הסביר את זה מזמן!

    מה שמכונה "פרדוקס התאומים". תורת היחסות מסבירה שעבור כל גוף שנע במהירות הזמן נע לאט יותר מגוף שנמצא במנוחה ביחס אליו. לכן האסטרונאוט שמקיף את כדור הארץ בתחנת החלל מספר פעמים ביום, נעשה צעיר יותר ביחס לתאום הזהה שלו שנשאר על כדור הארץ. לכן גם הטלומרים שלו ארוכים יותר.

  • אנונימי

    נקודת מבט מעניינת...אני לא

    נקודת מבט מעניינת...אני לא מספיק בקי בתורת היחסות אבל ייתכן שזהו הסבר הגיוני