Un anno in orbita cambia il DNA: i gemelli (non più così) identici Scott e Mark Kelly

Scott e Mark Kelly non sono solo identici nel DNA (sono gemelli monozigotici), ma nella vita fanno anche lo stesso mestiere: sono entrambi astronauti della NASA, l’ente spaziale americano.

Nel marzo 2015, Scott è decollato per la sua quarta missione ed è rimasto in orbita per 340 giorni consecutivi. Dato che i due uomini hanno un DNA identico ed esperienze di vita quasi uguali, la NASA ha predisposto che fossero raccolti sangue e altri campioni biologici dai due gemelli prima del lancio in orbita, per poterli poi confrontare quando Scott sarebbe ritornato dalla missione. Dopo quasi un anno nello spazio, i medici della NASA hanno confrontato gli effetti del lungo periodo in relativa assenza di gravità nel DNA di Scott rispetto al fratello Mark, che invece è rimasto a Terra.

I risultati sono stati sorprendenti: gli studi preliminari effettuati hanno indicato che il DNA di Scott ha effettivamente subìto alcune modifiche (doverosa precisazione: questo non significa che ci sia stato un cambiamento sostanziale a livello dei singoli nucleotidi, i “mattoncini” che compongono il DNA, bensì si sono verificate delle variazioni nei processi che regolano l’espressione dei geni).

Le prime indicazioni delle analisi, condotte dall’équipe del genetista Christopher Mason della Cornell University di New York, sono state presentate a un convegno in Texas e pubblicate sulla rivista scientifica Nature.

Scott (a destra) e Mark Kelly (Image credit: GettyImages)
Scott (a destra) e Mark Kelly (Image credit: GettyImages)

TELOMERI PIÙ LUNGHI…

Uno dei cambiamenti più sorprendenti è stato che i telomeri, le parti che si trovano alle estremità dei cromosomi, associate anche alla longevità, sono diventati più lunghi. “Questo risultato proprio non ce lo aspettavamo”, ha ammesso Susan Bailey, biologa della Colorado State University. Dopo il ritorno la lunghezza dei cromosomi di Scott è tornata normale in poco tempo.

Rappresentazione dei cromosomi; in giallo sono evidenziate le regioni terminali, i telomeri (Image credit: www.tasciences.com/what-is-ta-65/)
Rappresentazione dei cromosomi; in giallo sono evidenziate le regioni terminali, i telomeri (Image credit: www.tasciences.com/what-is-ta-65/)

(Come non pensare, a questo proposito, al famoso “paradosso dei gemelli” di Einstein? “Sulla terra vi sono due gemelli, uno parte per un viaggio interstellare di andata e ritorno, mentre l’altro rimane ad aspettarlo sulla terra. Assumendo che il viaggio interstellare possa essere compiuto a velocità prossime a quelle della luce, la teoria prevede che, quando il primo torna, è molto più giovane del suo gemello, perché il tempo per lui si è dilatato”).

Ovviamente gli scienziati stanno lavorando per capire cosa questo voglia dire, e in parallelo stanno conducendo uno studio sulla lunghezza dei telomeri in 10 astronauti (non imparentati tra loro) che, quando sarà concluso – si stima nel 2018 – potrebbe aiutare a fare chiarezza su come la vita nello spazio influenza la lunghezza dei telomeri.

…E MODIFICHE EPIGENETICHE

Un’altra modifica osservata è stato il cambiamento della metilazione del DNA, cioè l’aggiunta reversibile di un marcatore chimico (il gruppo metilico, CH3) al DNA che può influenzare l’espressione dei geni. Nello stesso periodo, la metilazione è diminuita in Scott durante il volo ed è aumentata in Mark sulla Terra; al ritorno di Scott, i livelli di metilazione sono tornati più o meno simili a prima della partenza in entrambi i gemelli.

Cosa questo significhi non è ancora chiaro” ha dichiarato Andrew Feinberg, genetista alla Johns Hopkins University School of Medicine a Baltimora, Maryland. Per adesso gli scienziati sono ancora cauti nell’indicare le cause dei cambiamenti osservati: potrebbero infatti essere dovuti alle fasi di riposo in assenza di gravità oppure dipendere dal cibo liofilizzato. In effetti, cambiamenti nella metilazione, ad esempio, avvengono in ciascuno di noi, e sono dovuti ad adattamenti del nostro corpo all’ambiente circostante (proprio di questo ci avevano parlato il Prof. Bianchi e la Dott.ssa Venereau in questa bella intervista).

È pur vero che nel caso di Scott le modifiche sono risultate ancora più amplificate, ma i test sui gemelli Kelly proseguiranno per almeno altri 4 anni: non ci resta che aspettare!

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