Schwerelosigkeit beeinflusst die Aktivität vieler Gene

Die Schwerelosigkeit beeinflusst die Aktivität von fast 200 Genen, die an praktisch allen wichtigen intrazellulären Prozessen beteiligt sind.

Die Auswirkungen des Weltraums auf den menschlichen Körper sind trotz einiger Erfolge bisher wenig erforscht. So ist beispielsweise bekannt, dass pro Monat 1–2 % des Knochengewebes verloren gehen – so viel wie auf der Erde in einem Jahr. Die physiologischen und biochemischen Veränderungen, die während des Fluges in einem lebenden Organismus auftreten, wurden jedoch kaum detailliert untersucht. Einerseits ist die Einrichtung eines Weltraums zu teuer, und andererseits sind nicht alle derartigen Studien am Menschen ethisch vertretbar. Daher beschloss eine internationale Gruppe von Wissenschaftlern, die Auswirkungen der Schwerelosigkeit auf den Körper zu untersuchen. Sie wählte die Fruchtfliege als Modellobjekt und nutzte ein starkes Magnetfeld, um Schwerelosigkeit zu simulieren.

Magnetschwebetechnik ist seit langem bekannt: Ende der 1990er Jahre entdeckte man, dass ein starkes Magnetfeld Schwerelosigkeit erzeugt, ohne den Körper von Tieren zu schädigen. Darüber hinaus verhielten sich Tiere in einem solchen Feld (das 350.000-mal stärker ist als das der Erde) wie in einer erdnahen Umlaufbahn. Seitdem wird diese Methode als kostengünstiger und zugänglicher Ersatz für reale Flüge eingesetzt. Im Rahmen des Experiments setzten die Forscher Fruchtfliegen während ihrer Entwicklung 22 Tage lang entweder reduzierter oder erhöhter Schwerkraft aus und analysierten anschließend, wie sich die Aktivität der Gene der Insekten veränderte.

Die Experimentatoren berichteten in der Fachzeitschrift BMC Genomics, dass es ihnen gelungen sei, Veränderungen in der Funktion von 500 Genen in der Schwerelosigkeit aufzuzeichnen (wobei nur 10 % bei Männern und Frauen gleich waren). Hierbei gibt es jedoch eine Nuance, da das enorme Magnetfeld auch die Funktion der Gene beeinflussen sollte. Um festzustellen, wie stark es das Bild verzerrt, setzten die Wissenschaftler die Fliegen einem Feld gleicher Stärke aus, das jedoch keine Schwerelosigkeit verursachte. Danach stellte sich heraus, dass die Schwerelosigkeit für Veränderungen in der Aktivität von nicht mehr als 200 Genen verantwortlich ist. Darunter waren die unterschiedlichsten: jene, die den Stoffwechsel steuern, jene, die an der Regulierung der Immunität beteiligt sind, jene, die zelluläre Signale übertragen usw. Kurz gesagt, die Veränderungen betrafen alle wichtigen zellulären Prozesse. Gleichzeitig beeinflusste die erhöhte Schwerkraft die Aktivität von nur 44 Genen.

Natürlich lassen sich aus diesen Daten keine unmittelbaren Rückschlüsse auf die Auswirkungen der Schwerelosigkeit auf einen Menschen ziehen. Wissenschaftlern zufolge kann man aber auch nicht behaupten, dass es keine Auswirkungen gibt. Und so unbedeutend er auch sein mag, während der Zeit im Orbit (oder während eines interplanetaren Fluges) kann der molekulargenetische Effekt der Schwerelosigkeit sehr deutliche Werte erreichen. Seien wir also bei der Planung von Weltraumexpeditionen darauf vorbereitet.