Sau một thời gian du hành vũ trụ, bộ gen của những người này đã thay đổi, liệu có ảnh hưởng xấu đến việc loài người ra ngoài vũ trụ

[Linh Pham]

Khoa học đã từng tin rằng DNA – cấu trúc di truyền của chúng ta – gần như bất biến. Nhưng chuyến đi kéo dài một năm trên Trạm vũ trụ quốc tế (ISS) của phi hành gia Scott Kelly và Mark Vande Hei đã cho thấy, môi trường ngoài Trái Đất có thể tạo ra những tác động đặc biệt đến cách gen con người hoạt động.

Một thí nghiệm giữa hai anh em song sinh​

Năm 2015, Scott Kelly rời Trái Đất, bắt đầu 340 ngày liên tục sống trong môi trường không trọng lực. Trong khi đó, người anh em song sinh cùng trứng của ông, Mark Kelly, ở lại Trái Đất và trở thành “đối chứng” hoàn hảo.

Sau khi Scott trở về, các nhà khoa học NASA tiến hành so sánh sức khỏe và hệ gen của hai anh em. Họ nhận thấy 7% biểu hiện gen của Scott đã thay đổi. Điều này không đồng nghĩa với việc DNA của ông biến đổi, mà chỉ phản ánh cách cơ thể phản ứng với môi trường không gian khắc nghiệt.

“Gen không gian” – khái niệm mới mẻ​

Các nhà nghiên cứu gọi hiện tượng này là “space genes” (gen không gian). Theo giải thích, đây là sự điều chỉnh của cơ thể nhằm thích nghi với những điều kiện như bức xạ vũ trụ, thiếu oxy và chế độ dinh dưỡng khắt khe.

Một số thay đổi được ghi nhận:

• Nhiều tế bào của Scott có dấu hiệu thiếu oxy.
• Ty thể – “nhà máy năng lượng” của tế bào – bị tổn thương.
• Hệ miễn dịch có phản ứng khác thường.

Điều thú vị là telomere của Scott – vốn thường ngắn lại khi cơ thể lão hóa – lại dài ra trong thời gian ở ISS. Tuy nhiên, chỉ 48 giờ sau khi trở về Trái Đất, chúng nhanh chóng trở lại độ dài ban đầu.

Thách thức cho hành trình tới sao Hỏa​

Nhà khoa học Christopher Mason (ĐH Y Weill Cornell) cho biết, mức thay đổi 7% này không quá bất thường và có thể tương tự những gì con người trải qua khi leo núi cao hay lặn biển sâu. Dù vậy, đây là thí nghiệm đầu tiên theo dõi song song hai cá nhân có bộ gen giống hệt nhau, mở ra cơ hội hiếm có để nghiên cứu tác động dài hạn của vũ trụ lên cơ thể.

Tiến sĩ John Torres, phóng viên y tế của NBC, nhấn mạnh: “Kết quả này cho thấy môi trường ngoài không gian thực sự khắc nghiệt. Nghiên cứu này cực kỳ quan trọng cho các sứ mệnh dài ngày, đặc biệt là hành trình kéo dài ba năm đưa con người lên sao Hỏa.”
NASA khẳng định, Scott và Mark Kelly vẫn là cặp song sinh giống hệt nhau về DNA. Những thay đổi chỉ diễn ra ở biểu hiện gen (RNA) – tức là gen nào được bật hoặc tắt – chứ không phải cấu trúc gen gốc.

Hiện tượng này có thể kéo dài một, hai năm hoặc nhiều hơn, và các nhà nghiên cứu vẫn chưa thể khẳng định chúng sẽ biến mất hoàn toàn. NASA cho biết họ sẽ tiếp tục công bố thêm dữ liệu trong thời gian tới, nhằm hiểu rõ hơn những biến đổi ở cấp độ phân tử khi con người sống lâu ngoài Trái Đất.

Hàng trăm gen của Mark Vande Hei đã thay đổi​

Một trong những nghiên cứu đáng chú ý nhất về vấn đề này đã phân tích dữ liệu của phi hành gia Mark T. Vande Hei, người đã lập kỷ lục bay 355 ngày liên tục trên Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS) vào năm 2022. Khi ông trở về Trái đất, các nhà khoa học đã tiến hành so sánh các mẫu máu và sinh học khác của ông với dữ liệu được thu thập trước khi ông lên đường.

Các nhà khoa học phát hiện sau gần một năm trên vũ trụ, hàng trăm gen của phi hành gia Mark Vande Hei thay đổi cách hoạt động, trong đó có nhiều gen liên quan đến hệ miễn dịch được kích hoạt để chống lại áp lực môi trường không gian. Ông cũng xuất hiện hiện tượng methyl hóa DNA – cơ chế điều chỉnh gen không làm biến đổi trình tự nhưng ảnh hưởng đến biểu hiện gen. Ngoài cấp độ phân tử, cơ thể còn chịu tác động rõ rệt như mất xương, teo cơ, thay đổi tim mạch và cấu trúc não.

Hầu hết các chỉ số sức khỏe của phi hành gia, bao gồm cả hoạt động gen, đều trở lại bình thường chỉ trong vài tháng. Điều này mang lại niềm hy vọng lớn cho các sứ mệnh trong tương lai, đặc biệt là chuyến bay dài ngày đến Sao Hỏa, và giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về cách bảo vệ sức khỏe của con người trước những thách thức của vũ trụ.