Ученые опровергли риск немедленного повреждения ДНК во время космических полетов

На Земле мы постоянно находимся под давлением силы тяжести, которая выступает невидимым каркасом для всех биологических процессов. Но как поведет себя двухметровая нить ДНК, упакованная в крошечное ядро размером с шелковое волокно, если этот каркас исчезнет? Чтобы ответить на этот вопрос, команда Александры Зидовски создала «машину случайного позиционирования». Это устройство непрерывно вращает чашки с живыми клетками по сложным трехмерным траекториям, точно компенсируя вектор земной гравитации и создавая внутри лабораторной посуды зону истинной микрогравитации.

Исследователи столкнулись с серьезной технической проблемой: само вращение жидкости обычно создает потоки, которые могут исказить результаты. Команда разработала уникальные алгоритмы движения, минимизирующие эти течения, что позволило отделить чистый эффект невесомости от механического стресса среды.

В течение 24 часов ученые сравнивали три группы клеток: находящихся в покое, подверженных сильным потокам и пребывающих в имитированной невесомости. С помощью передовых методов визуализации они отслеживали изменения формы клетки, объема ядра и структуры самого генома.

Главные выводы оказались интригующими. Пространственная организация ДНК и динамика ядра практически не изменились за сутки без гравитации. Геном продемонстрировал высочайшую физиологическую устойчивость.

Объем клеточного ядра увеличился в невесомости, что подтверждает теорию о том, что гравитация на Земле слегка «сжимает» наши внутренние органы даже на микроуровне. При этом толщина ядерной оболочки осталась стабильной.

Главным врагом целостности ДНК оказались не космические условия, а гидродинамические потоки. Именно они, а не отсутствие веса, вызывали вытягивание клеток и повреждения генетического материала.

«Наши данные показывают, что физическая организация человеческого генома невероятно стабильна и, по-видимому, игнорирует отсутствие гравитации в течение первых суток, – отмечает Александра Зидовска. – Однако это лишь начало пути. Мы предполагаем, что при длительных миссиях, измеряемых месяцами, накопительный эффект может привести к более глубоким изменениям».