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과학자들은 우주여행이 인체에 큰 피해를 준다는 사실을 알고 있다. 심장과 혈관이 뻣뻣해진다. 암 위험이 증가한다. 면역체계가 엉망이 된다. 뇌는 노화와 비슷한 방식으로 천천히 퇴화된다. 이러한 해로운 건강 영향 중 일부는 우주여행자가 중력을 다시 파악하면 되돌릴 수 있다. 획기적인 NASA연구에서 우주비행사의 건강에 대한 놀라운 열쇠를 발견했다. 그 것은 바로 세포의 에너지 공장인 미토콘드리아이다.

JM Kim | 기사입력 2020/12/04 [08:41]

과학자들은 우주여행이 인체에 큰 피해를 준다는 사실을 알고 있다. 심장과 혈관이 뻣뻣해진다. 암 위험이 증가한다. 면역체계가 엉망이 된다. 뇌는 노화와 비슷한 방식으로 천천히 퇴화된다. 이러한 해로운 건강 영향 중 일부는 우주여행자가 중력을 다시 파악하면 되돌릴 수 있다. 획기적인 NASA연구에서 우주비행사의 건강에 대한 놀라운 열쇠를 발견했다. 그 것은 바로 세포의 에너지 공장인 미토콘드리아이다.

JM Kim | 입력 : 2020/12/04 [08:41]

SpaceX 덕분에 지구를 넘어 여행하는 것은 우리 평민들에게 꽤 가시적으로 보인다. 사실, 국제우주정거장 티켓은 현재 5 5백만 달러이다. 그러나 기술적으로 올해 초 SpaceX의 우주비행사를 운반하는 Dragon 캡슐의 승리는 그들이 상업적인 우주여행을 할 수 있는 능력이 있음을 보여준다. 화성에 대한 캐주얼한 소풍은 더 이상 환상적인 비전 진술처럼 보이지 않는다. 그러나 사람들을 안전하게 우주로 보내는 것은 한 단계에 불과하다. 그들을 그곳으로 데려 갔다가 다시 건강하게 하는 것은 또 다른 일이다.  

 

1957년 지구 궤도를 도는 허스키 우주개척자 라이카가 발사된 이후 과학자들은 우주여행이 인체에 큰 피해를 준다는 사실을 알고 있다. 심장과 혈관이 뻣뻣해진다. 암 위험이 증가한다. 면역체계가 엉망이 된다. 뇌는 노화와 비슷한 방식으로 천천히 퇴화된다. 이러한 해로운 건강 영향 중 일부는 우주여행자가 중력을 다시 파악하면 되돌릴 수 있다. 다른 사람들은 남아 있다. 장기적으로 어떤 건강 문제가 지속되는지 아직 확실하지 않다.

 

하지만 한 가지는 분명하다. 우주여행의 다음 개척지를 계속 추진하려면 효과적인 대응책이 필요하다. 우리 약국에 이미 하나가 있다면?

 

이번 달에는 NASA와 다양한 연구기관 간의 협력을 통해 우주여행 중 건강을 제어하는 '중앙생물학적 허브'가 지정되었다. 범인은 세포의 에너지 공장인 미토콘드리아로, 노화와 비슷한 방식으로 기능을 분해한다. 도시의 전력과 물을 차단하는 것과 마찬가지로 미토콘드리아에 대한 중단은 세포와 기관 전체에 반향을 일으켜 잠재적으로 수면, 면역 체계 등에 문제가 발생할 수 있다. 결과는 Cell에 게시되었다.

 

캘리포니아 실리콘밸리에 있는 Ames Research Center에 있는 NASA Space Biosciences Division의 주 저자인 Afshin Beheshti 박사는우리는 우주의 신체에서 어떤 종류의 보편적 메커니즘이 일어나는지 묻는 것으로 시작했다. "우리가 계속해서 발견한 것은 미토콘드리아 규제로 인해 모든 것을 엉망으로 만드는 무언가 가 일어나고 있다는 것이다."고 말했다.

 

굉장한 소식이다. 미토콘드리아는 건강의 중심이기 때문에 우리는 이미 그 기능을 지원하는 다양한 FDA 승인 약물과 영양 보충제를 보유하고 있다. 그러나 노화와 싸우는 것과 마찬가지로 한 명의 생물학적 적과 싸우는 것만으로는 우주여행의 모든 건강문제를 되돌릴 수 없다. 하지만 시작하기에 좋은 곳이다.

  

우주 건강은 빅데이터로 이동

이 연구는 NASA GeneLab 플랫폼을 사용하여 이번 주에 발표된 24 개 이상의 논문 패키지의 일부이다. GeneLab은 현대 과학의 두 가지 최고의 트렌드인 빅데이터와 오픈 소싱을 동물 연구에서 인간에 이르는 방대한 데이터 라이브러리에 결합한다. 저자들은 빅데이터를 사용함으로써 우주비행에 대한 반응으로 분자 수준에서 인체의 주요 변화를 찾는 것이 가능하다고 설명했다. 이러한 지식은 우주 비행사와 지구상의 사람들의 건강에 도움이 될 효율적인 대책을 설계하는 데 사용될 수 있다. 

 

시작하기 위해 그들은 59명의 우주비행사와 우주로 날아간 수백 개의 다른 조직 샘플의 건강 데이터를 활용했다. 유전자에서 단백질, 신진 대사에 이르기까지 모든 것을 포함하는 엄청나게 포괄적인 데이터 세트이다예를 들어, 팀은 우주비행 중에 유전자가 어떻게 켜지거나 꺼지는지 분석할 수 있다. 이는 후성 유전학이라고 불리며 공간에서 어떤 세포의 과정이 변하는 지에 대한 통찰력을 제공한다. 시각장애가 있는 동안 도시의 교통 패턴을 분석하는 것과 비슷하지만 교통 상황에 대한 선입견없이 각 자동차, 이동 방법, 운전 경로 또는 운전 속도에 대한 풍부한 정보를 가지고 있다.

 

이러한 방식으로 팀은 세포의 생물학적 이동에 대한 편견 없는 낚시 탐험을 할 수 있었다. 신장, 눈 또는 기타 조직 이건 간에 공간에 노출된 인간 세포나 생쥐 세포를 보았는지에 관계없이 한 가지 요인이 계속 나타났다. 바로 미토콘드리아였다.

 

Beheshti "미토콘드리아가 우리의 레이더에 없었기 때문에 매우 중요하다는 사실에 완전히 놀랐다."고 말했다. 그러나우리는 간의 문제를 살펴본 결과 미토콘드리아와 관련된 경로로 인해 발생하는 것을 확인했다. 그런 다음 우리는 눈의 문제를 보았고 동일한 경로를 보았다. 이것은 우리가 더 깊이 들여다보는 데 관심이 생겼을 때이다.”

  

미토콘드리아 허브

다른 공장과 마찬가지로 미토콘드리아는 에너지를 생성하면서오염 물질을 세포로 방출한다. 이러한 손상 분자는 일반적으로 빠르게 중화된다. 그러나 나이가 들어 감에 따라 미토콘드리아의 내부 작용이 무너지기 시작하여 공장에 스트레스를 주고 세포에 더 많은 오염 물질을 유발한다 

 

그 과정에서 비슷한 과정이 우주비행에서 일어나는 것처럼 보인다. 일종의 가속화된 노화이다. 우주 비행 쥐의 간, 근육, 신장 조직과 우주 비행사의 소변 샘플에서 연구팀은 미토콘드리아 문제의 명백한 징후를 발견했다. 에너지 공장이 무너지면서 세포는 때때로 손상된 핵 시설을 밀어붙이는 것처럼 과잉 보상을 시도한다고 저자들은 설명한다. 이것은 차례로 세포의 보호자 면역 체계가 반응하도록 촉발할 수 있지만 항상 유익한 방식은 아니다.

 

이론을 테스트하기 위해 팀은 우주비행사 Mark Scott Kelly가 출연 한 NASA Twin Study의 데이터를 사용했다. 이 선구적인 연구는 유전학에서 체액 샘플에 이르는 일련의 포괄적인 테스트를 통해 우주에 있던 Scott과 지구에 묶인 쌍둥이 형제 Mark를 비교했다. 연구팀은 쌍둥이 형제의 미토콘드리아 건강과 면역 세포를 조사한 결과 우주 비행이 Scott이 미토콘드리아의 오염물질을 중화하는 능력을 감소시키는 것으로 나타났다. 이는 장기 우주비행에 위험하다. Earthling Mark와 비교할 때 Scott의 면역 체계는 우주에 있는 동안에도 혈액과 소변에 손상된 미토콘드리아 덩어리의 징후와 함께 하이퍼 드라이브를 시작했다.

 

그러나 미토콘드리아의 역할은 면역 체계에서 멈추지 않는다. 놀랍게도 이는 사람의 일주기 리듬이나 잠, 먹고, 깨어날 때 우리 몸의 내부 자연 시계에도 영향을 미칠 수 있다고 팀은 말했다낯선 사람조차도 미토콘드리아와 우리의 후각과의 관계는 우주에서 다이얼을 내리는 경향이 있다. 이전 연구는 또한 에너지 공장이 심장 및 혈관 문제 및 지구상의 여러 다른 기관과 연결되어 있음을 보여주지만, 우주에서도 동일하게 적용되는지 확인해야한다.

  

그들 모두를 지배하는 하나의 허브?

미토콘드리아 문제가 우주여행 건강의 최후의 원인일까? 아닐 것 같다. 24개가 넘는 자매 논문 중 하나는 우주비행 생물학의 6가지 주요 건강 기능을 다루었으며 미토콘드리아는 하나의 요소일 뿐이다 

 

번역: 우리는 장기적인 우주 비행에서 건강을 유지하는 표면을 긁고 있다.

 

그러나 이 연구는 여전히 기술적인 절묘한 솜씨이자 승리이다. 미토콘드리아 기능 장애가 주요 악당 중 하나라면, 우리는 이미 그에 대처하는 방법을 알고 있다. 미토콘드리아 문제를 늦추거나 억제하는 한 가지 옵션은 식단을 이용하는 것이다. 에너지 공장은 에너지를 생산할 수 있는 식품이 필요하므로 우주여행자가 먹는 음식은 건강에 영향을 미친다. 연구팀은영양 미토콘드리아 치료제는 아직 초기 단계이며 진화하고 있지만 이미 효과적인 치료법에 대한 몇 가지 힌트가 있는 과학적 연구이다.

 

다른 하나는 이미 사용 가능한 미토콘드리아 기능을 지원하는 칵테일에 의존하는 것이다. 가장 강력한 후보는 코엔자임 Q10(CoQ10)이라는 알약으로, 세포 오염 물질과 싸우는 데 사용되는 항산화 제이며 노화 방지 피부 관리에 가장 좋아하는 성분이다.

 

Beheshti이제 낮게 매달려 있는 열매는 우주에서 동물 및 세포 모델로 이러한 약물 중 일부를 테스트하는 것이다고 말했다.

 

 
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