Kosmosda çəkisiz şəraiti simulyasiya etmək üçün parabolik uçuş zamanı tədqiqatçılar ilk dəfə bakteriyadan alınan DNT polimeraza fermentinin mikroqravitasiyada DNT-ni kopyalayarkən 10-140% daha çox səhv etdiyini göstərirlər. Kosmik radiasiya nəticəsində məlum olan daha çox DNT zədələnməsi ilə birlikdə, DNT replikasiyasının bu qeyri-dəqiqliyi uzun missiyalarda gələcək astronavtların sağlamlığı üçün təhlükə yarada bilər.

22 may 2019-cu ildə Kraliça Universitetinin alimləri Ottava hava limanında dəyişdirilmiş Falcon 20 təyyarəsinə mindilər. Planlaşdırılan “qusma kometası” uçuşu idi, burada təyyarə dəfələrlə sıldırım parabola ilə 8 km yüksəkliyə qalxır və sərbəst enişlə növbələşir. Sərbəst düşmə zamanı, 20 saniyədə 3,3 km-dən çox sürətlə, yalnız cazibə qüvvəsi, lakin təyyarədə qaldırma, itmə və ya sürükləmə işi yoxdur, nəticədə çəkisizlik yaranır. Elm adamlarının bu çətin şərtlərdə missiyası DNT-ni kopyalayan fermentlərin yer üzündə olduğu kimi çəkisizlik şəraitində də dəqiq olub olmadığını yoxlamaq idi. Bu sual gələcək kosmosun tədqiqi üçün böyük əhəmiyyət kəsb edir, çünki astronavtların sağlamlığı hüceyrə bölünməsi zamanı dəqiq DNT replikasiyasından asılı olacaq.

“DNT polimerazaları DNT-ni kopyalayan və təmir edən əsas fermentlərdir. İstər-istəməz, onlar mükəmməl deyillər: hətta optimal şəraitdə belə, bəzən səhv edirlər. Burada E. coli bakteriyasından əldə edilən DNT polimerazlarının kosmosda baş verən kimi mikroqravitasiya altında səhvlərə daha çox meylli olduğunu göstəririk. Beləliklə, bizim nəticələrimiz astronavtların sağlamlığı üçün mühüm əhəmiyyət kəsb edir”, – deyə o zaman Kinqstonda, Kanadada Queens Universitetinin tələbəsi olan və hazırda Toronto Universitetində oxuyan müxbir müəllif Aaron Rosenstein bildirib.

►  Orijinal məqaləni oxuyun►  Orijinal məqaləni yükləyin (pdf)

Nəticələr “Frontiers in Cell and Developmental Biology” açıq giriş jurnalında göstərilib .

Kosmik radiasiya səbəbiylə mutasiya dərəcəsi artıq yüksəkdir

Əvvəlki tədqiqatlar göstərdi ki, kosmosda DNT daha yüksək mutasiyaya məruz qalır – məsələn, tək nukleotidlərin əvəzlənməsi, çarpaz keçidlər, inversiyalar və ya silinmələr – kosmik şüaların və günəş hissəciklərinin zədələnməsi səbəbindən. Təbii DNT kopyalama mexanizminə kosmosdakı çəkisiz şəraitdən də təsir edib-etmədiyi indiyə qədər məlum deyildi. Əgər DNT polimerazaları kosmosda daha az dəqiq olarsa, onsuz da yüksək mutasiya sürəti DNT-nin kopyalanması ilə daha da artacaq və xərçəng astronavtlar üçün potensial nəticələrdən biri olacaq.

Rosenstein və onun rəhbəri və həmmüəllifi, professor Virciniya K. Walker burada ilk dəfə E. coli bakteriyasından əldə edilən DNT polimerazının səhv dərəcəsinin mikroqravitasiya altında davamlı olaraq daha yüksək olduğunu göstərir. Bu nəticəni əldə etmək üçün Rosenstein və Queen’s Universitetindən olan digər komanda üzvləri “Kanada Azaldılmış Ağırlıq Eksperimental Dizayn Müsabiqəsində” iştirak etdilər. Onlar parabolik uçuşun çəkisiz fazası zamanı 1000 nukleotid uzunluğunda mühəndis DNT fraqmentinin təkrar təkrarlanmasının tək dövrünü təmin etmək üçün yarı avtomatik mini-laboratoriya dizayn etdilər. Onların nəticələri kosmosdakı şərtlərə ümumiləşdirilə bilər.

Mikro-laboratoriyanı hərəkətsiz tədqiqatçılar tərəfindən idarə oluna bilən hala gətirmək üçün sınaq və səhvlər lazım idi. “Mikroqravitasiyanı yaşamaq unikal təcrübədir. Mini-laboratoriyamızı əl ilə aktivləşdirmək kimi sadə tapşırıqları belə yerinə yetirmək çətinləşə bilər. Biz mini-laboratoriyamızın istifadəçi üçün rahatlığını yaxşılaşdırmaq üçün çox səy sərf etmək məcburiyyətində qaldıq, təkcə mikroqravitasiyada deyil, həm də sıfır çəkisi parabola tamamlandıqdan sonra uçuşun sonrakı 2G hiperqravitasiya mərhələsində işləməyi asanlaşdıraq. “dedi Rosenstein.

Müəlliflər göstərirlər ki, tək əsaslı əvəzetmə dərəcəsi – timin nukleotidinin (T) yanlış nukleotidlə, məsələn, düzgün adenozin (A) əvəzinə guanin (G) ilə qoşalaşma sürəti. DNT spiralının – yerlə əlaqəli şərtlərdən 10% -dən 140% daha yüksək olduğu aşkar edilmişdir. Oxşar artan mutasiya dərəcələri A, C, G və T nukleotidləri arasında bütün cüt əvəzetmələr və eynilə bir-üç nukleotidin təsadüfi silinməsi və ya daxil edilməsi üçün aşkar edilmişdir. Gözlənildiyi kimi, dəqiqlik eyni zamanda DNT polimerazının hər hansı uyğun olmayan nukleotidləri yoxlayan (və lazım gələrsə aradan qaldıran) “korrektor” funksiyasını saxlayıb-saxlamamasından da asılı idi: mutasiyalar səbəbindən korrektəsi inaktivləşdirilmiş fermentin bir versiyası təxminən 50% daha çox əvəzetmə qabiliyyətinə malik idi. dərəcəsi. 

DNT replikasiyasının qeyri-dəqiqliyi yeni sağlamlıq riski yaradır

Tədqiqatçılar belə qənaətə gəlirlər ki, – kosmosda daha böyük radiasiya riski ilə birlikdə – mikroqravitasiya altında DNT replikasiyasının qeyri-dəqiqliyi kosmosda uzun müddət ərzində, məsələn, Ay və Marsa planlaşdırılan missiyalar üçün astronavtların sağlamlığı üçün risklər yarada bilər.

“Biz göstərdik ki, mitoxondriyada olanlara bənzər DNT polimerazaları – hüceyrənin güc mərkəzi – mikroqravitasiyada daha çox səhv edir. Daha böyük zərərin və təkrarlama dəqiqliyinin azalmasının birgə təsiri astronavtların vaxtından əvvəl qocalmasına səbəb ola bilər. Nəticələrimiz bu mənfi təsirlərin qarşısını almaq üçün süni cazibə qüvvəsi yaradan fırlanan kosmik gəmilərin layihələndirilməsinin vacibliyini göstərir. Çox istərdik ki, belə bir gəmidə təcrübələrimizi təkrar etməyə dəvət olunsunlar! “deyə Uoker yekunlaşdırıb.