Hai anh em sinh đôi gặp lại nhau sau 1 năm sống và làm việc ở vũ trụ – và kết quả sẽ làm bạn cảm thấy bất ngờ

Cặp đôi song sinh Scott và Mark.

Đây là một phần trong dự án nghiên cứu của NASA nhằm đánh giá ảnh hưởng của các chuyến du hành vũ trụ lên cơ thể con người, với đối tượng nghiên cứu ở đây chính là cặp anh em sinh đôi Scott và Mark Kelly. Có thể nói rất hiếm khi NASA có thể có được cơ hội so sánh sự thay đổi của hai bộ nhiễm sắc thể ADN giống nhau nhưng được trong 2 môi trường sống khác biệt hoàn toàn – trong khi Mark vẫn sinh sống làm việc bình thường tại Trái Đất thì người em Scott sẽ phải dành 340 ngày trong trạng thái lơ lửng ở không gian của Trạm vũ trụ quốc tế (ISS) và chịu tác động đến từ các yếu tổ ngoại vi của môi trường không trọng lực.

Thay đổi nhỏ về chiều cao cho đến nay chỉ là một trong những phát hiện đáng chú ý nhất mà các nhà nghiên cứu tìm thấy được. Cả Scott và Mark đều có chung một bộ gene, nhưng việc sinh sống ở vũ trụ trong suốt 1 năm liền có vẻ đã tác động không nhỏ để các biểu hiện gene trong cơ thể Scott.

Trưởng điều tra viên dự án nghiên cứu về cặp song sinh của NASA và đồng thời là phó giáo sư hiện công tác tại Trường Đại học Y Weill Cornell, ông Christopher Mason, đã chia sẻ với Business Insider rằng: "Ta có thể quan sát được cách toàn bộ hệ sinh thái trong cơ thể người phản ứng ra sao trước tác động của các chuyến du hành vũ trụ".

Nhiều kết quả nghiên cứu trước đây đã cho thấy rằng cơ thể người chắc chắn sẽ chịu tác động lớn từ những bước nhảy vượt không gian ra khỏi tầng khí quyển bảo vệ của Trái Đất, chẳng hạn như cột sống bị kéo dãn , cơ bắp bị co thắt lại, cũng như giấc ngủ sẽ bị rối loạn. Tuy vậy, không nhiều người thực sự biết và quan tâm đến ảnh hưởng về lâu dài của việc tiếp xúc quá lâu với môi trường vũ trụ không trọng lực.

Phi hành gia Scott Kelly.

Kết quả của nghiên cứu này tuy chỉ là bước đầu song nó cũng khiến các nhà khoa học phải suy nghĩ.

Mason nói ông đã từng chứng kiến "hàng ngàn kiểu biến đổi gene khác nhau, đảo ngược quá trình kích hoạt cũng như ức chế chức năng hoạt động của gene", gần như diễn ra ngay sau khi phi hành gia tiến vào vũ trụ. Những thay đổi này vẫn được duy trì trong khoảng vài ngày hoặc vài tuần sau khi những nhà thám hiểm vũ trụ này trở về Trái Đất.

Những phát hiện mới về sự biển đổi gene ngoài không gian này cũng với những kết luận bước đầu sẽ được NASA công bố vào tháng 2 tới đây. Các nhà nghiên cứu hi vọng những dữ liệu kiểu này, sau khi được kiểm định và đánh giá kĩ lưỡng, sẽ góp phần tạo tiền đề cho những chuyến thám hiểm vào sâu trong không gian sắp tới.

Dưới đây là chi tiết những kết luận bước đầu đáng chú ý nhất về sự thay đổi của phi hành gia Scott Kelly sau 1 năm làm việc ngoài không gian:

1. Những đoạn mã ở hai đầu mút của ADN trong cơ thể Scott có xu hướng kéo dãi ra, sau đó tự động thu ngắn về mức bình thường

Người ta thấy rằng những đoạn đầu mút nhiễm sắc thể trong cơ thể Scott (được gọi với tên khoa học là telomere) có độ dài vượt trội so với người anh Mark trong thời gian Scott sinh sống ngoài vũ trụ, nhưng ngay sau khi anh này trở về mặt đất thì nó tự động co ngắn lại về mốc ban đầu. Chuyên gia về lĩnh vực sinh học phóng xạ, bà Susan Bailey, thuộc trường Đại học bang Colorado, Fort Collins, chia sẻ với tờ Nature vào tháng 2 rằng: "Điều đó trái ngược hoàn toàn với suy nghĩ ban đầu của chúng tôi". Điều này là bởi telomere thường chỉ trở nên ngắn đi khi con người ta bước vào giai đoạn lão hóa. Tuy các nhà nghiên cứu đang tập trung lý giải tác động của hiện tượng này, NASA cho rằng chính khối lượng vận động lớn cũng như chế độ ăn ít calo hơn trong không gian đã góp phần gây ra sự thay đổi trong cơ thể của Scott.

2. Biểu hiện gene của Scott có nhiều dấu hiệu biến đổi

Hệ gene của Scott xuất hiện cả dấu hiệu tăng và giảm mức độ methyl hóa, quá trình tác động đến khả năng kích ứng cũng như ức chế chức năng gene. Trong một thông cáo báo chí gần đây, Mason có nói rằng "Một trong những phát hiện thú vị nhất khi chúng tôi nghiên cứu về quá trình biển đổi gene khi con người bay vào vũ trụ đó là việc xuất hiện một vụ nổ lớn ngay bên trong cơ thể con người, giống hệt như cách pháo hoa phát nổ vậy". Theo NASA thì điều này có nghĩa là hệ gene của con người có thể đã biểu hiện mức độ nhạy cảm cao với những thay đổi của môi trường sống, cho dù đó là ở Trái Đất hay là ngoài không gian.

3. Cặp song sinh có hệ tế bào vi khuẩn đường ruột hoàn toàn khác biệt

Sự khác biệt về hệ tế bào vi khuẩn đường ruột trong cơ thể của Scott và Mark (đặc biệt là số lượng các vi khuẩn hỗ trợ cải thiện chức năng tiêu hóa) là một trong những phát hiện thú vị của dự án nghiên cứu kéo dài hơn 1 năm này. Theo NASA thì nguyên nhân đơn giản là do sự khác biệt về chế độ ăn cũng như môi trường sống thay đổi.

4. Các nhà khoa học đang tìm kiếm thứ được gọi là "gene vũ trụ" trong cơ thể người

Bằng cách sắp xếp thứ tự các ARN có trong tế bào bạch cầu của hai anh em nhà Kelly, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra gần 200.000 phân tử ARN có biểu hiện hoàn toàn khác biệt. Tuy rằng sự đột biến gene giữa cặp anh em song sinh có thể diễn ra độc lập với nhau nhưng phát hiện này không khỏi khiến các nhà khoa học phải băn khoăn đi tìm lời giải, rằng "liệu có một loại "gene vũ trụ" đặc biệt nào đó được kích hoạt trong thời gian Scott đang ở ngoài không gian hay không".