ภาวะไร้น้ำหนักส่งผลต่อการทำงานของยีนหลายชนิด

ภาวะไร้น้ำหนักส่งผลต่อการทำงานของยีนเกือบ 200 ยีนที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการภายในเซลล์ที่สำคัญแทบทั้งหมด

ผลกระทบของอวกาศต่อร่างกายมนุษย์นั้นยังมีการศึกษาน้อยมาก แม้ว่าจะมีความสำเร็จบ้างในด้านนี้ ตัวอย่างเช่น เป็นที่ทราบกันดีว่าเนื้อเยื่อกระดูกจะสูญเสียไป 1-2% ในหนึ่งเดือน ซึ่งเท่ากับปริมาณที่สูญเสียไปบนโลกในหนึ่งปี แต่การเปลี่ยนแปลงทางสรีรวิทยาและชีวเคมีที่เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิตระหว่างการบินนั้นแทบจะไม่มีการศึกษาอย่างละเอียดเลย ในแง่หนึ่ง การสร้างอวกาศนั้นมีค่าใช้จ่ายสูงเกินไป และในอีกด้านหนึ่ง การศึกษาในลักษณะดังกล่าวทั้งหมดนั้นไม่เป็นไปตามจริยธรรมสำหรับมนุษย์ ดังนั้น กลุ่มนักวิทยาศาสตร์นานาชาติจึงตัดสินใจศึกษาผลกระทบของภาวะไร้น้ำหนักต่อร่างกาย โดยเลือกแมลงวันผลไม้เป็นวัตถุต้นแบบ และใช้สนามแม่เหล็กอันทรงพลังเพื่อสร้างภาวะไร้น้ำหนักขึ้นมาใหม่

การ "ลอยตัวด้วยแม่เหล็ก" เป็นที่ทราบกันมานานแล้ว ในช่วงปลายทศวรรษ 1990 มีการค้นพบว่าสนามแม่เหล็กที่มีพลังสูงสามารถสร้างสภาวะไร้น้ำหนักได้โดยไม่เป็นอันตรายต่อร่างกายของสัตว์ นอกจากนี้ สัตว์ที่อยู่ในสนามแม่เหล็กดังกล่าว (ซึ่งมีพลังมากกว่าโลกถึง 350,000 เท่า) ก็มีพฤติกรรมราวกับว่ามันอยู่ในวงโคจรใกล้โลก ตั้งแต่นั้นมา วิธีนี้จึงถูกนำมาใช้แทนการบินจริงที่ราคาถูกและเข้าถึงได้ ในระหว่างการทดลอง นักวิจัยได้นำแมลงวันผลไม้ที่กำลังพัฒนาไปไว้ในสภาพที่มีแรงโน้มถ่วงลดลงหรือเพิ่มขึ้นเป็นเวลา 22 วัน หลังจากนั้น นักวิจัยจึงวิเคราะห์ว่ากิจกรรมของยีนแมลงเปลี่ยนแปลงไปอย่างไร

นักทดลองรายงานในวารสาร BMC Genomics ว่าพวกเขาสามารถบันทึกการเปลี่ยนแปลงในการทำงานของยีน 500 ตัวในสภาวะไร้แรงโน้มถ่วง (โดยมีเพียง 10% ที่พบได้ทั่วไปในทั้งตัวผู้และตัวเมีย) อย่างไรก็ตาม มีความแตกต่างเล็กน้อยที่นี่ เนื่องจากสนามแม่เหล็กขนาดมหึมาควรส่งผลต่อการทำงานของยีนในทางใดทางหนึ่งด้วย เพื่อพิจารณาว่าสนามแม่เหล็กนั้นบิดเบือนภาพมากเพียงใด นักวิทยาศาสตร์จึงวางแมลงวันไว้ในสนามที่มีพลังงานเท่ากัน แต่ไม่ก่อให้เกิดภาวะไร้น้ำหนัก หลังจากนั้น ปรากฏว่าภาวะไร้น้ำหนักเป็นสาเหตุของการเปลี่ยนแปลงในกิจกรรมของยีนไม่เกิน 200 ยีน ในจำนวนนี้มียีนที่หลากหลายที่สุด ได้แก่ ยีนที่ควบคุมการเผาผลาญ ยีนที่เกี่ยวข้องกับการควบคุมภูมิคุ้มกัน ยีนที่ส่งสัญญาณเซลล์ เป็นต้น กล่าวโดยย่อ การเปลี่ยนแปลงส่งผลกระทบต่อกระบวนการสำคัญในเซลล์ทั้งหมด ในเวลาเดียวกัน แรงโน้มถ่วงที่เพิ่มขึ้นส่งผลกระทบต่อกิจกรรมของยีนเพียง 44 ยีนเท่านั้น

แน่นอนว่าเราไม่สามารถสรุปได้ทันทีว่าภาวะไร้น้ำหนักส่งผลต่อบุคคลอย่างไรจากข้อมูลเหล่านี้ แต่ตามที่นักวิทยาศาสตร์กล่าว เราไม่สามารถพูดได้ว่าไม่มีผลกระทบใดๆ เช่นกัน และไม่ว่าผลกระทบนั้นจะเล็กน้อยเพียงใด ในระหว่างระยะเวลาที่โคจร (หรือระหว่างเที่ยวบินข้ามดาวเคราะห์) ผลกระทบทางโมเลกุลและพันธุกรรมของภาวะไร้น้ำหนักอาจเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัด ดังนั้น เราควรเตรียมพร้อมสำหรับเรื่องนี้เมื่อวางแผนการเดินทางในอวกาศ