2016年3月2日、宇宙飛行士スコット・ケリーが極寒のカザフスタン平原に着陸したとき、対応チームはケリーと2人のロシア人宇宙飛行士を黒焦げのカプセルから引き上げ、椅子に運び、朝のさわやかな空気の中出発した。 1年近く宇宙に滞在した後、ケリーさんは顔面蒼白だったが、乗組員やメディアと天気について冗談を言いながら、大丈夫な様子だった。
3年後、歴史的な宇宙冒険の余波でケリーの血液、動脈、遺伝子、目、骨、腸内細菌を精査した後、80人を超える科学者チームが、ケリーの体がどのように変化し、何が変化したのかについての包括的な分析を発表した。現在は引退した55歳の宇宙飛行士が地球に帰還した後、正常な状態に戻った。 「NASAツイン研究」と呼ばれるこの研究は、木曜日に出版日記で科学彼らは、スコット・ケリーの生物学的変化を、その年を地球上で過ごした一卵性双生児のマーク・ケリーの変化と比較した。
この研究は非常に詳細である（「彼らは可能な限り多くのことを測定した」とニューヨーク州立大学バッファロー校の遺伝学者リチャード・グロノスタスキー氏は語った）が、すべてを要約すると、宇宙で1年を過ごすことについてのメッセージが明確になる-- 微小重力とやや高レベルの放射線にさらされたことは比較的明らかです。
研究の共著者でスタンフォードゲノミクス・個別化医療センター所長のマイケル・スナイダー氏は記者団との電話で、「戻ってきたら状況はほぼ変わっていないことが分かって安心した」と語った。
つまり、スコット・ケリーの体は空間内でいくつかの変化を示しましたが、帰還するとほとんどすべて、特に遺伝子活性が正常に戻りました。
「この論文では、宇宙ステーション内の双子と地上の双子の間に、遺伝子改変に統計的に有意な差が見られないことが示された」とニューヨーク大学バッファロー校遺伝学ゲノミクス部門のグロノスタスキー所長は述べた。およびバイオインフォマティクス大学院プログラム。
「それは良いニュースだ」と、この研究には何の役割も果たしていないグロノスタジスキー氏は付け加えた。
マークとスコット・ケリー。 クレジット: Nasa
しかし、この研究には大きな大きな警告が伴います。 1年間宇宙に滞在した後、これほど広範に評価されたのはスコット・ケリーの体だけだという現実（これはサンプルサイズが非常に小さい）に加えて、より長期間のミッション、特に火星へのミッション中に人体がどのように機能するかはまだ不明です。ケリー氏の国際宇宙ステーション滞在の後半、研究者らは、DNA損傷や免疫反応に関与する重要な遺伝子活動が6倍活性化していることを発見した。研究の共著者である遺伝学者のクリストファー・メイソンは、これをキッチンの電気スイッチに例えています。最初の6か月間、オンになったものはほんの2、3つだけでした。しかしその後、あらゆる家電製品が大騒ぎになりました。
この遺伝子活性の上昇は、スコット・ケリーにとって長期的な問題を引き起こすことはなかった。しかし、おそらく、より長い深宇宙ミッション中に、これが悪影響をもたらす可能性があります。
テキサス大学健康科学センターの心臓血管医学教授マイケル・バンゴ氏は、「火星への3年間のミッションを考えると、他にも何かが起こるかもしれない」と語った。文吾氏は双子の研究には何の役割も果たしていなかったが、以前はNASAのジョンソン宇宙センターの医科学部門研究所の主任研究員を務めていた。
「1年で見られる変化を2年後、3年後に予測することはできないということを覚えておくことは、注意を促す素晴らしい教訓になる」と文吾氏は付け加えた。
マッシュ可能な光の速度
変化
生物学者と医師は、これまでこのような規模で測定されたことのない正確な分子レベルでケリーの体から何千もの測定を行いました。宇宙ステーションに滞在中、ケリーは帰還カプセルを介して血液サンプルを地球に送り返したこともありました。これらは重要なポイントの一部ですが、すべてではありません:
地球に帰還してから6か月後には、スコットの遺伝子活性の91.3パーセントが正常に戻った。重要なのは、彼の遺伝子決して突然変異したことはない。むしろ、彼らは環境に応じてその活動を変化させ、これは「遺伝子発現」として知られています。
インフルエンザワクチンは宇宙でも同様に効果がありました。
興味深いことに、ケリーのテロメア（染色体の末端のキャップ）は宇宙では少し長くなりましたが、帰還すると再び短くなりました。 (短縮されたテロメアは老化の生物学的マーカーです。)
ケリーの腸内の細菌構成は大幅に変化し、共通のマイクロバイオーム集団が1年にわたる宇宙飛行前に比べて劇的に優勢になった。これは必ずしも良いことも悪いこともありません。 (さらに研究を行う必要があります。)
研究共著者でゲノミクス専門家のアンドリュー・フェインバーグ氏は「宇宙における人類遺伝学の黎明期」と評したこの研究は、間違いなく価値がある。ただし、よく知られている制限が多数あります。つまり、NASA は、さまざまな長さの宇宙飛行士が宇宙に浮かんで過ごすため、より多くの宇宙飛行士を研究する必要があるということです。
スタンフォード大学のスナイダー氏は、「結論としては、私たちが知らないことがまだたくさんあるということだ」と語った。
国際宇宙ステーション内でセルフィーを撮るスコット・ケリー。 クレジット: NASA
ケリーの遺体を徹底的に調べた結果、多くのことが明らかになりましたが、人間であるケリーに関する説得力のある証拠は 1 つだけです。 「特異な実験だが、素晴らしい特異な実験だ」と文吾は言う。
「研究をするときは、できる限りのやり方で研究するのです」とグロノスタスキー教授は述べ、地球上空約400マイルに浮かぶ宇宙空間で宇宙飛行士を研究するのは難しいことを認めた。 「双子に注目するよりも、3か月、6か月など宇宙に滞在した10人の宇宙飛行士を対象に同じ研究を行っていたら、私はもっと幸せだったでしょう」とグロノスタスキー教授は付け加えた。
「要するに、私たちが知らないことがまだたくさんあるのです。」
NASAはすでに、より多くの宇宙飛行士をより長期のミッションに宇宙に送り込む計画を立てている。 NASAの人間研究プログラムのディレクターであるビル・パロスキ氏は、「私たちNASAの人間研究プログラムは、現在開発中の統合1年間ミッションプロジェクト中の宇宙ステーションへの搭乗も含め、今後何年にもわたってこの一連の調査を継続する予定です」と述べた。声明で。
今後、NASAが解明しなければならない重要な問題は、遺伝子の活性と発現の変化による宇宙飛行士の身体の変化と、そのような異質な環境での生活の新規性との関係である。宇宙ステーションで 1 年間過ごすと、誰のシステムにも衝撃が及ぶでしょう。
「一年缶の中で暮らすってことだよ」と文吾は言う。 「それは、再循環された空気を吸うことを意味します。それは、同じ人々に何度も会うことを意味します。それは、多かれ少なかれ同じ食事を食べることを意味します。中華料理を食べに行くことはできません。」
さらに、科学者たちはスコット・ケリーのテロメアの延長など、宇宙で明らかな生物学的変化を目撃するかもしれないが、それが何を意味するのかは不明である。 「その生物学的重要性は不明です」とグロノスタスキー氏は語った。
2016年2月に宇宙ステーションの指揮を引き継ぐスコット・ケリー。 クレジット: NASA
しかし、数十年にわたる研究により、一部の宇宙飛行士は宇宙での生活後に明らかな身体的問題を経験することが示されています。注目すべきことに、経験する宇宙飛行士は少数です。眼球の形の変化、宇宙飛行後に視力低下につながります。宇宙飛行士も血管の硬さの増加を経験していますが、それが心臓病を引き起こす可能性があるかどうかは不明です。
「宇宙飛行がここで本当に変化をもたらすと結論付けるには、何人の宇宙飛行士を研究する必要があるでしょうか?」循環器専門医の文吾氏は尋ねた。 「今はそのような状況には程遠いです。」
ありきたりではないにしても、科学の分野でしばしば繰り返される共通の控え目は、無重力で放射された領域である宇宙における人間の健康に関して常に顕著であり、さらなる研究が必要です。
「ほとんどの生物学者は、たった2人による双子の研究では、あまり意味のあることを発見できる可能性は低いと言うでしょう」とグロノスタスキー氏は言う。