Ist Scott Kelly nach 340 Tagen auf der Internationalen Raumstation unverändert zur Erde zurückgekehrt? Nun, nicht ganz. Am Ende seines Aufenthaltes im Orbit unterliegt der Körper des amerikanischen Astronauten einer Reihe von biologischen Veränderungen, einschließlich DNS-Veränderungen, wie eine NASA-Studie belegt.
Um die Entwicklung seines Genoms zu analysieren, mussten die Wissenschaftler der U.S. Space Agency dieses nur mit einer perfekten Nachbildung vergleichen: seinem Zwilling Mark Kelly, der auf der Erde geblieben ist. Vor Scotts Raumfahrt haben die beiden Brüder ähnliche physikalische, biologische und genetische Eigenschaften, wie es bei Zwillingen üblich ist.
Doch nach der Rückkehr des Astronauten finden die Forscher überraschende Unterschiede: Scott Kelly ist fünf Zentimeter größer als vor seiner Abreise, seine Körpermasse ist gesunken, seine Darmmikrobiota ist völiig aus dem Gleichgewicht und seine DNS, genauer gesagt, die Aktivität seiner Gene, ist verändert.
Neue Entdeckungen
Ende Januar 2018 bestätigt eine neue Erkenntnis die Veränderungen im Genom von Scott Kelly. NASA-Wissenschaftler haben jetzt den Beweis: Letztes Jahr im Weltraum wird die Aktivität bestimmter Gene modifiziert. Infolgedessen wurden sein Immunsystem, seine Knochenbildung, sein Sehvermögen und andere physiologische Prozesse verändert.
"Als er in den Weltraum ging, war es wie ein Feuerwerk genetischer Aktivität", sagt Christopher Mason, einer der Leiter der Studie und Professor am Weill Cornell Medical College. Noch wichtiger ist, dass diese Veränderungen teilweise irreversibel zu sein scheinen: Obwohl einige der genetischen Veränderungen, die sich nach der Rückkehr zur Erde von selbst wieder normalisiert hatten, waren etwa sieben Prozent von ihnen mehr als zwei Jahre nach seiner Rückkehr immer noch vorhanden.
Neben den oben genannten Prozessen betreffen die anhaltenden Veränderungen Gene, die an der DNS-Reparatur beteiligt sind, sowie solche, die auf eine sauerstoffarme oder kohlendioxidreiche Umgebung reagieren. Während diese Veränderungen eine Reaktion des Körpers auf die Weltraumumgebung sein könnten, sind die Ursachen für diese Störungen noch nicht eindeutig geklärt.
Stress im All beeinflusst die Aktivität der Gene
Diese Veränderungen sollen wohl durch den Stress der Raumfahrt verursacht werden, was zu Veränderungen in den biologischen Bahnen der Zellen führen kann. Solche Aktivitäten können die Ansammlung neuer Moleküle auslösen, wie z.B. ein Lipid oder Protein, oder den Zellabbau und können Gene aktivieren oder blockieren, die die Zellfunktion verändern.
Dies erklären Wissenschaftler der US-Weltraumbehörde in einer Erklärung. Christopher Mason stellt jedoch eine Hypothese auf, um diese noch missverstandene biologische Reaktion zu erklären:
Sehr oft, wenn der Körper auf etwas Fremdes trifft, wird eine Immunantwort aktiviert. Der Körper denkt, dass es einen Grund gibt, sich zu verteidigen. Wir wissen, dass es in gewisser Weise keine angenehme Erfahrung ist, im Weltraum zu sein, und das ist die molekulare Manifestation des Körpers, der auf diesen Stress reagiert.
Dennoch weisen die Forscher darauf hin, dass diese Art der Veränderung der Genexpression kein überraschendes oder seltenes Phänomen ist. Selbst auf der Erde kann die Belastung eines Individuums mit einer anderen oder stressigen Umgebung zu Veränderungen in der Aktivität seiner DNS führen. Die Entdeckung bei Scott Kelly ist dennoch für Spezialisten von Interesse.
Eine bessere Vorbereitung auf die Reise zum Mars
Während die NASA derzeit versucht, alle Bedingungen für die langfristige Reise im Weltraum und insbesondere zum Mars zu festzustellen, könnte ein besseres Verständnis der Gründe und Mechanismen für die Aktivierung von "Weltraumgenen" dazu beitragen, solche Missionen zu ermöglichen. Diese sind auf fast drei lange Jahre angelegt.
Die Forscher stehen derzeit erst am Anfang ihrer Erkenntnisse. Die Analysen werden dank der sorgfältigen Arbeit von mehr als 200 Wissenschaftlern aus mehr als 30 Ländern fortgesetzt, die die genetischen, physiologischen und biologischen Veränderungen untersuchen, die im Körper von Scott Kelly nach seinem fast einjährigen Aufenthalt auf der ISS stattgefunden haben.
