NASAの「双子研究」の全調査結果が宇宙での長期滞在に関するさらなる疑問を提起
アラン・ボイル著
10の研究チームが本日、宇宙でほぼ1年間を過ごした宇宙飛行士と地球にいる彼の双子の兄弟との間に生じた健康上の差異を測定する前例のない実験から得られた包括的な科学的結果を発表した。
サイエンス誌に掲載されたこの研究は、2015年から2016年にかけて国際宇宙ステーションで340日間のミッションを遂行したスコット・ケリー氏と、地球上で同様のテストを受けた元宇宙飛行士の弟マーク・ケリー氏のDNA検査と生物学的サンプルの分析の結果を追跡したものである。
研究結果の多くは以前にも報告されているが、本日発表されたオープンアクセスの研究論文と補足資料は、NASAの双子研究に幅広い背景を与え、将来の宇宙実験で対処される可能性のある懸念を指摘している。
これまでの報告では、スコット・ケリー宇宙飛行士は長期にわたる宇宙滞在中に健康状態に変化が見られたが、帰還後にはその変化のほとんどが回復したと指摘されている。例えば、スコット宇宙飛行士の腸内細菌叢の構成は、おそらく食生活の変化が原因で変化し、その後、宇宙飛行後に元に戻った。
遺伝子発現のパターンも変化し、特に免疫系やDNA修復に関連する遺伝子領域で顕著でした。これらの変化の90%以上は元に戻りますが、一部の変化はスコットの着陸から6ヶ月後も持続しました。（遺伝子自体が変化したわけではなく、どの遺伝子がオンまたはオフになるかのパターンのみが変化しました。）
詳細な調査結果は、長期宇宙飛行の長期的な影響に関する懸念を浮き彫りにしています。例えば、スコット氏は宇宙での放射線被曝により、染色体に軽度の変異が生じました。「私たちが観察した染色体再編成の一部、特に逆位は持続性がありました」と、コロラド州立大学の放射線生物学者スーザン・ベイリー氏は電話会議で認めました。
スコットのもう一つの遺伝的変化は、テロメアの長さに関係していました。テロメアとは、染色体の分子末端を覆うキャップのことです。テロメアは靴ひもの先端の保護層に例えられ、加齢とともに短くなる傾向があります。
遺伝学者たちは、スコット氏のテロメアが宇宙飛行中には実際に伸びていたが、地球に戻ると短くなっていたことを発見し、興味をそそられた。
「個々のテロメアの長さと分布を調べたところ、飛行前よりも飛行後にテロメアがはるかに短くなっていました」とベイリー氏は述べた。「ですから、そういう意味で、あるいは老化や健康リスクの観点から言えば、例えば心血管疾患やある種のがんなどのリスクが高まっている可能性があるのです。」
スコットの眼球の形状は無重力状態で変化し、男性宇宙飛行士に見られるタイプの視力障害を引き起こした（女性宇宙飛行士ではそれほど多くない）。
スコット氏は地球帰還後、認知能力に若干の低下が見られましたが、これが長期宇宙飛行と関連しているかどうかは明らかではありません。研究者たちは、地球での生活に再適応する際に経験したストレスの増加が原因である可能性が高いと推測しています。現在は引退したスコット氏は、完全に再適応するまでに少なくとも6ヶ月かかったことを認めています。
研究者たちは、この研究を過度に解釈しないよう警告した。
「私たちは1対1の研究をしているだけです。言い換えれば、ここには双子の一組だけがあります。そして、私たちはこの研究の結果を他の宇宙飛行士を見ることで裏付けているわけではありません」とジョンズ・ホプキンス大学エピジェネティクス・センターの所長であり、双子研究の主任研究者の一人であるアンディ・フェインバーグ氏は述べた。
しかしながら、今回の研究結果は、NASAが地球周回軌道を越えて月や火星、さらにその先への旅行を計画する中で解決しなければならない問題を指摘している。
「これらの研究結果が、今後の研究の指針や基礎となり、宇宙のより深くへと向かう今後の長期ミッションにおいて宇宙飛行士が注意すべき点や注目すべき点を示すものとなることを期待しています」とベイリー氏は述べた。
ダルムシュタット大学のマルクス・レーブリッヒ氏とサセックス大学のペニー・イェゴ氏は、サイエンス誌に掲載された論説の中で、長期宇宙飛行、特に宇宙放射線への曝露による健康への影響の研究は最優先事項であるべきだと述べた。新たに発表された研究は「人類にとって、この取り組みにおける小さな一歩以上のものを示している」と両氏は記している。
バージニア大学医学部のフランシーヌ・ギャレット＝バケルマン氏は、サイエンス誌に掲載された研究論文「NASA双子研究：1年間の有人宇宙飛行の多次元分析」の筆頭著者です。共著者には80名以上の研究者が名を連ねています。
