18.04.2019

Zwillingsstudie: Langzeitmissionen im All verändern DNA

Für ein NASA-Experiment verbrachte der Astronaut Scott Kelly 340 Tage an Bord der Internationalen Raumstation (ISS), während sein Zwillingsbruder Mark auf der Erde blieb. Nun haben Wissenschaftler ihr Abschlussergebnis zu dem Weltraum-Experiment mit den beiden Zwillingen bekannt gegeben, das lautet: Langzeitmissionen im All verändern die DNA.

 

 

Im Rahmen ihrer sogenannten Zwillingsstudie wollte die NASA vergleichen, welche biologischen Parameter sich zwischen Zwillingsbrüdern verändern, wenn einer als Astronaut lange Zeit in der Schwerelosigkeit im Weltall lebt und der auf der Erde verbleibt. Diese Untersuchung gab den Wissenschaftlern die einzigartige Gelegenheit, zu studieren, welche Auswirkung die Raumfahrt tatsächlich auf dem menschlichen Körper hat, indem sie den gesundheitlichen Zustand der Zwillinge nach der Testphase miteinander verglich.

 

Für das Experiment verbrachte Scott Kelly vom 28. März 2015 bis zum 2. März 2016 ein knappes Jahr auf der ISS, wo er sich regelmäßigen, umfangreichen medizinische Untersuchungen unterziehen musste. Bei seinem Zwillingsbruder Mark wurden die gleichen Untersuchungen auf der Erde durchgeführt. Nachdem Scott aus dem Weltall zurückgekehrt war, wurden weitere Tests durchgeführt, um sein körperliches Wohlbefinden mit dem seines Bruders zu vergleichen, der die ganze Zeit am Boden geblieben war.

 

Die Wissenschaftler stellen in ihrer im Fachjournal Science veröffentlichten Studie fest, dass bei Scott die sogenannten Telomere, die sich an dem aus repetitiver DNA und assoziierten Proteinen bestehenden Enden von Chromosomen befinden, länger geworden waren. Und da die Telomere im Alter immer kürzer werden, werden sie von der Wissenschaft mit der Lebenserwartung eines Menschen in Verbindung gebracht. Insofern sind sie ein Indikator für den Alterungsprozess eines Menschen, mit dem sich annäherungsweise sein Alter bestimmen lässt. Allerdings schrumpften die Telomere auf der Erde wieder, während die verkürzten unverändert kurz blieben.

 

Weitere medizinische Auswertungen zeigten zudem, dass Scotts DNA Merkmale einer übermäßigen Methylierung aufwies - eine chemische Abänderung an Grundbausteinen der Erbsubstanz einer Zelle. Obwohl es sich hierbei eigentlich um einen normalen Prozess handelt, der in jedem Menschen abläuft, schien es in Scotts Fall so, als ob sich die Anpassungsbemühungen seines Körpers an das Leben im Weltraum mit einer viel höheren Geschwindigkeit als üblich entwickelt hätte. Des Weiteren zeigten Scotts Herz-Kreislaufsystem, seine Immunabwehr, sein Bewegungsapparat sowie seine Sehkraft negative Veränderungen und seine Genexpression (Genaktivität) veränderte sich an 9.000 Stellen des Erbguts. Auch geistige Beeinträchtigungen stellten sich erst nach seiner Rückkehr zur Erde ein, die anschließend sechs Monate lang anhielten.

 

Auch die bisherige Annahme, dass eine höhere Strahlenbelastung im All zu DNA-Schäden und Fehlkopien führt, konnte bei Scott bestätigt werden. Dennoch hat sich der Gesundheitszustand der Zwillinge nach nun drei Jahren wieder fast vollständig angeglichen.

 

 

© Fernando Calvo*, Foto: NASA 

Mark Kelly (links) und sein sechs Minuten älterer Zwillingsbruder Scott.
Mark Kelly (links) und sein sechs Minuten älterer Zwillingsbruder Scott.

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