Die Autoren der neuen Arbeit haben eine neue Erklärung dafür gefunden, warum Menschen im Weltraum schnell altern. Der Punkt ist, dass die DNA-Replikation unter Mikrogravitationsbedingungen fehleranfälliger ist.
Die Forscher beschlossen, herauszufinden, ob Enzyme zelluläre DNA unter Schwerelosigkeitsbedingungen genau kopieren können. Das Experiment wurde in einem parabolisch fliegenden Flugzeug durchgeführt: Auf diese Weise können Bedingungen nahe der Schwerelosigkeit erreicht werden.
DNA-Polymerasen sind essentielle Enzyme zum Kopieren und Reparieren von DNA. Selbst unter idealen Bedingungen machen sie Fehler. Unter Schwerelosigkeitsbedingungen werden DNA-Polymerasen fehleranfälliger. – Aaron Rosenstein, Stipendiat der University of Toronto
Zuvor fanden Forscher heraus, dass DNA aktiv mutieren kann, wenn sie kosmischer Strahlung und Sonnenpartikeln ausgesetzt wird. Durch kosmische Strahlung verursachte Veränderungen einzelner Nukleotide, Quervernetzungen, Inversionen und Deletionen erhöhen das Risiko, an Krebs zu erkranken, genetische Anomalien bei einem wachsenden Fötus zu entwickeln und tragen auch zum Gewebeabbau und zur Entstehung von Katarakten bei.
Es war jedoch nicht bekannt, ob die Schwerelosigkeit die menschliche DNA-Replikation beeinflusst. Wenn die Kopien der DNA-Polymerase weniger genau sind, nimmt die Mutagenität mit jeder neuen Kopie zu. Dies führt zu einer höheren Krebsinzidenz. Im Jahr 2020 entdeckten Forscher der Universität von Rom, Tor Vergata, dass kosmische Strahlung Zellen zerstört und zu den Krankheiten beiträgt, die häufig mit dem Altern verbunden sind.
Die Autoren der neuen Arbeit fanden als erste heraus, dass unter Schwerelosigkeit die Fehlerrate bei DNA-Polymerasen bei E. coli-Bakterien höher ist. Während ihrer Arbeit beobachteten sie einen Replikationszyklus eines DNA-Fragments unter Schwerelosigkeit.
