Los gemelos Mark (izquierda) y Scott Kelly. Los científicos han diseñado un experimento comparable con gemelos en el Monte Everest para determinar si los cambios en la expresión genética de Scott se debieron al espacio o al estrés. Peter Kramer / NBC / NBC NewsWire a través de Getty Images Quizás recuerde el estudio de gemelos de la NASA en el que 10 equipos diferentes de investigadores estudiaron al astronauta Scott Kelly, que pasó un año a bordo de la Estación Espacial Internacional en 2015 y 2016, y lo comparó con su gemelo idéntico, compañero astronauta Mark Kelly, que se había quedado atrás en la Tierra.
Parte de esa investigación implicó estudiar y comparar el ADN de los gemelos, y como detalla este artículo de Atlantic, creó un gran revuelo cuando numerosos medios de comunicación malinterpretaron los resultados e informaron erróneamente que el ADN de Scott Kelly había sido alterado significativamente por su tiempo en el espacio. En realidad, como explica este comunicado de prensa de la NASA, El ADN de Scott Kelly no cambió fundamentalmente. Pero los investigadores observaron cambios en la expresión genética, es decir, cómo reaccionan los genes al medio ambiente.
La mayor parte de la expresión genética de Scott volvió a la normalidad después de que aterrizó de nuevo en la Tierra. pero el 7 por ciento de su expresión genética no se revirtió. Como señala la publicación de la NASA, esa diferencia del 7 por ciento apunta a posibles cambios a más largo plazo en los genes relacionados con el sistema inmunológico de Kelly, Redes de reparación de ADN y formación de hueso. Los cambios también podrían afectar la forma en que los genes de Kelly responden a la hipoxia. o privación de oxígeno, e hipercapnia, la condición de tener demasiado dióxido de carbono en el torrente sanguíneo. (Este último es un problema potencial en la ISS, dónde, como señala este estudio de 2012, los niveles de CO2 ambiental se elevan por encima de las condiciones atmosféricas normales en la Tierra, y los equipos informan de forma rutinaria síntomas como dolores de cabeza y letargo).
Pero, ¿fueron los cambios en la expresión genética de Scott Kelly provocados por estar en el espacio, ¿O simplemente el resultado de un entorno extremadamente estresante? Una forma de responder a esa pregunta sería estudiar a los escaladores de montañas a gran altura, donde la atmósfera enrarecida y las bajas temperaturas contribuirían al estrés, y compárelos con gemelos que permanecieron en una elevación más baja.
Christopher Mason, profesor asociado de Weill Cornell Medicine en la ciudad de Nueva York que dirigió el estudio de expresión genética de la NASA, ha diseñado un experimento comparable, involucrando a dos escaladores, Willie Benegas y Matt Moniz, que han planeado un ascenso a la cima del monte Everest en mayo. Según un relato de la revista Science, Ambos escaladores tienen gemelos que permanecen en elevaciones más bajas, un gemelo idéntico para Benegas y un gemelo fraterno para Moniz, a modo de comparación. (Los gemelos idénticos comparten el 100 por ciento de los mismos genes, mientras que los gemelos fraternos comparten el 50 por ciento, según el Registro de gemelos de la Universidad Estatal de Michigan).
Eso es si todo se lleva a cabo según lo planeado. El sitio web de la revista Outside informó el 11 de mayo que un problema regulatorio en Nepal podría interferir con la escalada. Sin embargo, Benegas dijo en un correo electrónico del 14 de mayo que el ascenso aún estaba en marcha, con los dos escaladores apuntando al 20 de mayo como el día para llegar a la cima.
Pero ya existe evidencia científica de que aventurarse a grandes altitudes en la Tierra puede alterar la expresión genética. Zac Cheviron, un profesor asistente en la Universidad de Montana, ha participado en investigaciones sobre el efecto de la altitud en el ratón venado. Esa pequeña criatura tiene la distinción de tener el rango de altitud más extremo de todos los mamíferos de América del Norte, desde debajo del nivel del mar en el Valle de la Muerte hasta las laderas de las montañas más de 14, 000 pies (4, 300 metros) hacia arriba.
Cheviron, que no está involucrado en el estudio del Everest, dice que los ratones ciervo de las tierras bajas, cuando se somete a una simulación de gran altitud, experimentan cambios en la expresión genética que afectan la estructura de sus músculos. Los cambios en la expresión harán que desarrollen contracciones más lentas, fibras musculares oxidativas, y hacer crecer más vasos sanguíneos. Esos cambios son una respuesta de aclimatación que permite a los ratones enfrentarse al entorno montañoso. donde el aire más delgado hace que sea más difícil suministrar el oxígeno necesario al tejido muscular.
La expresión genética es una extensión de la fisiología, activar genes y rechazarlos, porque mejora la supervivencia en esas condiciones, Cheviron explica. "Para ciertos rasgos, la plasticidad impulsada por la expresión genética parece imitar la adaptación impulsada por la evolución, " él dice.
Pero eso es cierto solo hasta cierto punto, Cheviron enfatiza. Ratones ciervos nacidos en las montañas, los descendientes de generaciones anteriores de ratones que han evolucionado a grandes altitudes, tienen una mutación que les permite expresar esos mismos genes que afectan las fibras musculares y los vasos sanguíneos a niveles mucho más altos de lo que podrían hacerlo los ratones de las tierras bajas.
"Si se toma a un habitante de las tierras bajas y se lo expone a grandes altitudes, obtendrá la expresión genética para desarrollar más vasos sanguíneos, ", Dice Cheviron." Pero no tendrán tantos como los montañeses ".
No todas las adaptaciones de expresión génica que hacen los habitantes de las tierras bajas a grandes altitudes son necesariamente buenas, cualquiera. Como detalla este artículo de la revista Science de 2014, Muchos tibetanos que viven a gran altitud han heredado genes que permiten que sus cuerpos utilicen el oxígeno de manera más eficiente. sin tener un número elevado de glóbulos rojos cargados de hemoglobina. Cuando un llanero se aventura en los mismos lugares altos, su cuerpo intentará hacer frente produciendo más glóbulos rojos, un cambio que espesa la sangre, haciendo que una persona sea más vulnerable a los coágulos de sangre y los accidentes cerebrovasculares.
Eso es interesanteComo detalla este artículo del Smithsonian de 2016, El científico de la era victoriana Francis Galton, medio primo de Charles Darwin, fue uno de los primeros investigadores en utilizar comparaciones entre gemelos para estudiar qué rasgos se heredaron y cuáles fueron respuestas al medio ambiente.
