Houston/Wien. Lärm, Isolation, Mangelversorgung des Gewebes mit Sauerstoff, eine aus dem Takt gebrachte innere Uhr, ionisierende Strahlung aus dem All: Die Menschheit schmiedet Pläne, zum Mond und zum Mars zu gelangen, doch wie kommen wir mit den lebensfeindlichen Bedingungen im Weltraum zurecht? Würden Menschen längerfristige Aufenthalte außerhalb der Erdatmosphäre überleben?

Im Rahmen einer beispiellosen Zwillingsstudie der US-Weltraumbehörde Nasa haben zehn Forscherteams diese Fragen genetisch untersucht. Während Scott Kelly, der längstdienende Astronaut der Nasa, 342 Tage von 2015 bis 2016 im Erdorbit auf der Internationalen Raumstation ISS verbrachte, blieb sein Bruder Mark, pensionierter Astronaut, auf dem Boden. "Die Idee einer Zwillingsstudie kam von Scott. Er meinte, dass das für die biomedizinische Forschung hilfreich sein könnte. Das Ergebnis ist Humangenetik im Weltraum", erklärt Studienautor Andrew Feinberg, Professor für Epigenetik an der Johns Hopkins Universität im US-Staat Maryland, in einem Video zu den in "Science" veröffentlichten Ergebnissen.

Humangenetik im Weltraum

Genetisch identische Zwillinge ermöglichen den direkten Vergleich zwischen Körper im Kosmos und Körper auf Erden. Grundlegend war die Geschwindigkeit. Wenn eine Sojus-Rakete kam, um Vorräte zur ISS zu liefern, wurde Scott Kelly Blut abgenommen und noch am selben Tag wieder zur Erde gebracht. "Wir transportierten Blutproben innerhalb von 38 Stunden von der ISS mit der Rakete nach Russland, mit dem Flugzeug nach Houston und mit dem Wagen ins Labor", berichtet Studienautorin Lindsay Rizzardi in einem Video. Der zu Hause gebliebene Mark war die Kontrollgruppe.

Die Ergebnisse: Bei langen Aufenthalten im All schalten und walten die Gene anders als auf der Erde. Im kosmischen Umfeld kommt genetische Information anders zum Austruck als auf dem Boden oder bei nur kurzen Weltraumflügen. Während seines fast einjährigen Aufenthalts im Orbit verdickten sich Scotts Hauptschlagader und Augennetzhaut (was laut den Forschern erklärt, warum 40 Prozent der Astronauten über eine veränderte Sicht im All berichten). Der Raumfahrer verlor Gewicht, seine kognitiven Fähigkeiten ließen nach und das Darm-Mikrobiom veränderte sich. "Im All ist die Genexpression dramatisch anders", so Studienautor Chris Mason vom Weill Cornell Medical College. "Insbesondere in der zweiten Hälfte der Mission fanden sechs Mal so viele Veränderungen in der Ausdrucksweise der Gene statt wie in der ersten."