जानिए: अंतरिक्ष में कुछ दिन बिताने से अंतरिक्ष यात्रियों की जीवविज्ञान कैसे बदल सकती है

आज, निजी, वाणिज्यिक और बहुराष्ट्रीय अंतरिक्ष उड़ान प्रदाताओं और यात्रियों के बाज़ार में प्रवेश करने के साथ, हम मानव अंतरिक्ष उड़ान के एक नए युग को देख रहे हैं। मिशन मिनटों, घंटों और दिनों से लेकर महीनों तक के रहे हैं।

जैसा कि मानवता आगे देखती है चाँद पर वापस लौटना आने वाले दशक में, अंतरिक्ष अन्वेषण मिशन बहुत लंबे होंगे, जिसमें बहुत से अंतरिक्ष यात्री और यहाँ तक कि अंतरिक्ष पर्यटक भी शामिल होंगे। इसका यह भी अर्थ है कि अंतरिक्ष के चरम वातावरण का अनुभव करने वाले लोगों की एक व्यापक विविधता होगी – अधिक महिलाएँ और विभिन्न जातीयता, आयु और स्वास्थ्य स्थिति वाले लोग।

चूँकि लोग अंतरिक्ष के अनूठे तनावों और जोखिमों के प्रति अलग-अलग प्रतिक्रिया करते हैं, इसलिए अंतरिक्ष स्वास्थ्य के शोधकर्ता, मेरे जैसे, अंतरिक्ष उड़ान के मानव स्वास्थ्य प्रभावों को बेहतर ढंग से समझना चाहते हैं। ऐसी जानकारी के साथ, हम यह पता लगा सकते हैं कि अंतरिक्ष यात्रियों को अंतरिक्ष में रहने के दौरान और पृथ्वी पर लौटने के बाद स्वस्थ रहने में कैसे मदद की जाए।

जैसे कि हिस्से के रूप में नासा द्वारा जुड़वां बच्चों पर ऐतिहासिक अध्ययन2019 में, मेरे सहकर्मियों और मैंने एक महत्वपूर्ण शोध प्रकाशित किया था कि अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन पर एक वर्ष बिताने से मानव शरीर पर क्या प्रभाव पड़ता है।

मैं एक हूँ विकिरण कैंसर जीवविज्ञानी कोलोराडो स्टेट यूनिवर्सिटी के पर्यावरण और रेडियोलॉजिकल स्वास्थ्य विज्ञान विभाग में। मैंने पिछले कुछ वर्षों में हाल ही में कई शोध पत्रों की एक श्रृंखला में उस पहले के शोध को जारी रखा है नेचर जर्नल्स के पोर्टफोलियो में प्रकाशित.

ये पत्र अंतरिक्ष ओमिक्स और मेडिकल एटलस पांडुलिपियों का पैकेजडेटा, प्रोटोकॉल और रिपॉजिटरी जो एयरोस्पेस मेडिसिन और स्पेस बायोलॉजी के लिए अब तक का सबसे बड़ा संग्रह है। 25 देशों के 100 से अधिक संस्थानों ने अंतरिक्ष उड़ान डेटा की एक विस्तृत श्रृंखला के समन्वित रिलीज में योगदान दिया।

नासा जुड़वां अध्ययन

नासा का जुड़वाँ बच्चों का अध्ययन एक अद्वितीय अनुसंधान अवसर का लाभ उठाया।

नासा ने अंतरिक्ष यात्री स्कॉट केली को एजेंसी के पहले एक वर्षीय मिशन के लिए चुना, जिसके दौरान उन्होंने 2015 से 2016 तक अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन पर एक वर्ष बिताया। इसी अवधि के दौरान, उनके समान जुड़वां भाई, मार्क केली, जो पूर्व अंतरिक्ष यात्री और एरिजोना का प्रतिनिधित्व करने वाले वर्तमान अमेरिकी सीनेटर हैं, पृथ्वी पर ही रहे।

मेरी टीम और मैंने रक्त के नमूनों की जांच की अंतरिक्ष में मौजूद जुड़वां भाई और पृथ्वी पर मौजूद उसके आनुवंशिक रूप से मेल खाने वाले जुड़वां भाई से अंतरिक्ष उड़ान से पहले, उसके दौरान और उसके बाद एकत्र किए गए। हमने पाया कि स्कॉट के टेलोमेरेस – सुरक्षात्मक टोपियां गुणसूत्रों के सिरों पर, प्लास्टिक की नोक की तरह जो जूते के फीते को फटने से बचाती है – अंतरिक्ष में अपने एक वर्ष के दौरान, काफी अप्रत्याशित रूप से लंबी हो गई।

लेकिन जब स्कॉट धरती पर वापस लौटा, तो उसके टेलोमेरेस जल्दी ही छोटे हो गए। अगले कुछ महीनों में, उसके टेलोमेरेस ठीक हो गए, लेकिन अंतरिक्ष में जाने से पहले की तुलना में उसकी यात्रा के बाद भी वे छोटे थे।

जैसे-जैसे आपकी उम्र बढ़ती है, तनाव सहित कई कारकों के कारण आपके टेलोमेरेस छोटे होते जाते हैं। आपके टेलोमेरेस की लंबाई बढ़ सकती है जैविक संकेतक के रूप में कार्य करें उम्र से संबंधित बीमारियों जैसे मनोभ्रंश, हृदय रोग और कैंसर के विकास के जोखिम के बारे में जानें।

एक अलग अध्ययन मेंमेरी टीम ने अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन पर छह महीने के मिशन पर 10 अंतरिक्ष यात्रियों के एक समूह का अध्ययन किया। हमारे पास उम्र और लिंग के हिसाब से मेल खाने वाले प्रतिभागियों का एक नियंत्रण समूह भी था जो ज़मीन पर रहे।

हमने अंतरिक्ष उड़ान से पहले, उसके दौरान और उसके बाद टेलोमेर की लंबाई मापी और फिर पाया कि अंतरिक्ष उड़ान के दौरान टेलोमेर लंबे थे और फिर पृथ्वी पर लौटने पर छोटे हो गए। कुल मिलाकर, अंतरिक्ष यात्रियों के अंतरिक्ष उड़ान के बाद पहले की तुलना में बहुत अधिक छोटे टेलोमेर थे।

जुड़वां अध्ययन के अन्य अन्वेषकों में से एक, क्रिस्टोफर मेसनऔर मैं एक और टेलोमेर अध्ययन किया – इस बार जुड़वां उच्च ऊंचाई वाले पर्वतारोहियों के साथ – पृथ्वी पर कुछ हद तक समान चरम वातावरण।

हमने पाया कि माउंट एवरेस्ट पर चढ़ते समय, पर्वतारोहियों के टेलोमेर लंबे थे, और नीचे उतरने के बाद, उनके टेलोमेर छोटे हो गए। उनके जुड़वां बच्चे जो कम ऊंचाई पर रहे, उनमें टेलोमेर की लंबाई में समान परिवर्तन नहीं हुए। ये परिणाम संकेत देते हैं कि यह अंतरिक्ष स्टेशन की सूक्ष्म गुरुत्वाकर्षण नहीं है जिसके कारण अंतरिक्ष यात्रियों में टेलोमेर की लंबाई में परिवर्तन हुआ – अन्य अपराधी, जैसे कि विकिरण जोखिम में वृद्धि, अधिक संभावना है।

अंतरिक्ष में नागरिक

हमारे नवीनतम अध्ययन मेंहमने स्पेसएक्स के 2021 इंस्पिरेशन4 मिशन पर सवार चालक दल के टेलोमेरेस का अध्ययन किया। इस मिशन में पहला ऑल-सिविलियन क्रू था, जिसकी उम्र चार दशकों में फैली हुई थी। मिशन के दौरान चालक दल के सभी सदस्यों के टेलोमेरेस लंबे हो गए, और चार अंतरिक्ष यात्रियों में से तीन ने पृथ्वी पर वापस आने के बाद टेलोमेरेस को छोटा भी दिखाया।

इन निष्कर्षों के बारे में विशेष रूप से दिलचस्प बात यह है कि इंस्पिरेशन4 मिशन केवल तीन दिनों तक चला। इसलिए, अब न केवल वैज्ञानिकों के पास अंतरिक्ष उड़ान के लिए टेलोमेरेस की प्रतिक्रिया पर सुसंगत और पुनरुत्पादनीय डेटा है, बल्कि हम यह भी जानते हैं कि यह तेज़ी से होता है। ये परिणाम बताते हैं कि छोटी यात्राएँ, जैसे कि सप्ताहांत में अंतरिक्ष की सैर, भी टेलोमेरेस की लंबाई में बदलाव से जुड़ी होंगी।

वैज्ञानिक अभी भी टेलोमेर की लंबाई में इस तरह के बदलावों के स्वास्थ्य पर पड़ने वाले प्रभावों को पूरी तरह से नहीं समझ पाए हैं। हमें यह पता लगाने के लिए और अधिक शोध की आवश्यकता होगी कि लंबे और छोटे टेलोमेर अंतरिक्ष यात्री के दीर्घकालिक स्वास्थ्य को कैसे प्रभावित कर सकते हैं।

टेलोमेरिक आरएनए

एक अन्य पेपर मेंहमने दिखाया कि इंस्पिरेशन4 क्रू – साथ ही स्कॉट केली और उच्च ऊंचाई वाले पर्वतारोहियों – में टेलोमेरिक आरएनए का स्तर बढ़ा हुआ था, जिसे टेरा कहा जाता है।

टेलोमेरेस में बहुत सारे दोहराए जाने वाले डीएनए अनुक्रम होते हैं। इन्हें टेरा में ट्रांसक्रिप्ट किया जाता है, जो टेलोमेरेस की संरचना में योगदान देता है और उन्हें अपना काम करने में मदद करता है।

प्रयोगशाला अध्ययनों के साथ, ये निष्कर्ष हमें बताते हैं कि अंतरिक्ष उड़ान के दौरान टेलोमेरेस को नुकसान पहुंच रहा है। हालांकि अभी भी बहुत कुछ ऐसा है जिसके बारे में हम नहीं जानते, लेकिन हम यह जानते हैं कि टेलोमेरेस विशेष रूप से संवेदनशील होते हैं ऑक्सीडेटिव तनावइसलिए, अंतरिक्ष यात्रियों को अंतरिक्ष विकिरण के संपर्क में रहने के कारण होने वाली दीर्घकालिक ऑक्सीडेटिव क्षति, संभवतः हमारे द्वारा देखी जाने वाली टेलोमेरिक प्रतिक्रियाओं में योगदान करती है।

हमने यह भी लिखा अधिक भविष्योन्मुखी परिप्रेक्ष्य के साथ समीक्षा लेख टेलोमेरेस और उम्र बढ़ने को बेहतर तरीके से समझने से मनुष्य की क्षमता के बारे में जानकारी मिल सकती है, जिससे वह न केवल लंबी अवधि की अंतरिक्ष यात्रा में जीवित रह सकता है, बल्कि अन्य ग्रहों पर पनप सकता है और यहां तक ​​कि उपनिवेश भी बना सकता है। ऐसा करने के लिए मनुष्यों को अंतरिक्ष में प्रजनन करना होगा और भविष्य की पीढ़ियों को अंतरिक्ष में ही बड़ा होना होगा। हम नहीं जानते कि क्या यह संभव है – अभी तक।

अंतरिक्ष में टेलोमेरेस लगायें

मेरे सहकर्मियों और मैंने स्पेस ओमिक्स और मेडिकल एटलस पैकेज में अन्य कार्यों में भी योगदान दिया, जिसमें शामिल हैं नेचर कम्युनिकेशंस में प्रकाशित एक पेपर.टेक्सस ए एंड एम जीवविज्ञानी के नेतृत्व में अध्ययन दल डोरोथी शिप्पेन और ओहियो विश्वविद्यालय जीवविज्ञानी सारा व्याटने पाया कि, लोगों के विपरीत, अंतरिक्ष में भेजे गए पौधों के टेलोमेरेज़, अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन पर रहने के दौरान लंबे नहीं थे।

हालाँकि, संयंत्रों ने अपनी क्षमता बढ़ा दी है टेलोमेरेज़ का उत्पादनवह एंजाइम जो टेलोमेर की लंबाई को बनाए रखने में मदद करता है।

जैसा कि किसी ने भी देखा है “मंगल ग्रह का निवासी“जानता है, पौधे अंतरिक्ष में लंबे समय तक मानव अस्तित्व में एक आवश्यक भूमिका निभाएंगे। यह खोज बताती है कि पौधे शायद मनुष्यों की तुलना में अंतरिक्ष के तनावों का सामना करने के लिए स्वाभाविक रूप से अधिक अनुकूल हैं।

सुसान बेलीरेडिएशन कैंसर जीवविज्ञान और ऑन्कोलॉजी के प्रोफेसर, कोलोराडो स्टेट यूनिवर्सिटी

यह लेख यहां से पुनः प्रकाशित किया गया है बातचीत क्रिएटिव कॉमन्स लाइसेंस के तहत। मूल लेख.