Im Weltraum schwebt der Körper schwerelos. Aber was passiert mit der DNA, die in den Zellen verpackt ist, wenn sich die Schwerkraftbedingungen ändern?

Eine Studie, die eine etwas unerwartete Antwort auf diese Frage liefert, wurde veröffentlicht. Ein Forschungsteam der New York University setzte menschliche Zellen für 24 Stunden einer simulierten Mikrogravitation aus und stellte fest, dass die Anordnung und Bewegung des Genoms weitgehend erhalten blieb.

Es ist jedoch verfrüht, daraus zu schließen, dass der menschliche Körper im Weltraum sicher ist. Die Faszination dieser Studie liegt nicht nur in der Widerstandsfähigkeit der Zellen, sondern auch in der Schwierigkeit, die Ursachen der im Experiment beobachteten Veränderungen zu unterscheiden. Als Ursache für DNA-Schäden wurde nicht die Schwerkraft selbst identifiziert, sondern der Flüssigkeitsfluss innerhalb des Geräts.

DNA ist sowohl eine "Zeichenkette" als auch eine dreidimensionale Struktur

Wenn man an DNA denkt, stellt man sich vielleicht eine lange Zeichenkette vor, die genetische Informationen speichert. Doch innerhalb der Zellen ist dieses lange Molekül dreidimensional gefaltet und bildet zusammen mit Proteinen eine Struktur namens Chromatin.

Laut dem Originalartikel ist der Zellkern, der etwa zwei Meter DNA enthält, nur etwa 10 Mikrometer groß. Es scheint schon schwierig genug, einen langen Faden in einem kleinen Behälter unterzubringen, aber die Zellen müssen weiterhin die benötigten Informationen darin nutzen.

Um das Leben zu verstehen, muss man also nicht nur wissen, was auf der DNA steht, sondern auch, wie sie angeordnet ist und wie sie sich bewegt.

Die von der New York University geführte Studie unter der Leitung von Associate Professor Alexandra Zidovska konzentrierte sich auf die Beziehung zwischen dieser dreidimensionalen Struktur und der Schwerkraft, die auf der Erde ständig wirkt. Je alltäglicher eine Bedingung ist, desto notwendiger ist ein Vergleich unter veränderten Bedingungen, um ihre Rolle zu erkennen.

Was bedeutet es, auf der Erde "Schwerelosigkeit" zu erzeugen?

Das Forschungsteam entwarf ein Gerät namens Random Positioning Machine (RPM). Es dreht einen Behälter mit Zellen um zwei unabhängige Achsen, um die Richtung der Schwerkraft auf die Zellen kontinuierlich zu ändern.

Ein Missverständnis ist, dass das Gerät die Erdanziehungskraft nicht eliminiert. Es simuliert lediglich die Auswirkungen der Mikrogravitation durch Rotation, eine experimentelle Methode auf der Erde.

Im Weltraum verschwindet die Schwerkraft auch nicht. Laut NASA entsteht der schwerelose Zustand in der Umlaufbahn dadurch, dass das Raumschiff und die darin befindlichen Objekte gemeinsam im freien Fall sind. Das rotierende Gerät auf der Erde und die tatsächliche Weltraumumgebung können nicht gleichgesetzt werden.

Das Ziel des Experiments war nicht, alle Bedingungen des Weltraums nachzubilden, sondern zu untersuchen, was passiert, wenn die schwerkraftbezogenen Reize verändert werden, und die Auswirkungen auf den Zellkern und das Genom zu analysieren.

Die Falle des Experiments ist der "Fluss" innerhalb des Behälters

Wenn der Behälter gedreht wird, bewegt sich auch die Flüssigkeit darin. Die Zellen sind dann nicht nur der Veränderung der Schwerkraftrichtung ausgesetzt, sondern auch den Kräften des Flüssigkeitsflusses.

Solange diese beiden Faktoren vermischt sind, ist es schwierig zu beurteilen, ob eine Veränderung der Zellform auf die Schwerkraftbedingungen oder auf den Reiz des Flusses zurückzuführen ist.

Daher entwickelte das Forschungsteam einen Rotationsalgorithmus, der den Flüssigkeitsfluss so weit wie möglich reduziert. Sie fügten auch Maßnahmen hinzu, um störende Blasen zu eliminieren und das Problem der Zellaggregation zu minimieren.

Verglichen wurden Bedingungen mit reduziertem Flüssigkeitsfluss unter simulierten Mikrogravitationsbedingungen, Bedingungen mit starkem Fluss und Kontrollbedingungen ohne diese Behandlungen.

Dies ist ein Schritt über ein einfaches Experiment hinaus, bei dem rotierte Zellen mit ruhenden Zellen verglichen werden. Es ging nicht nur darum, Veränderungen zu finden, sondern auch darum, "wodurch sie verursacht wurden" zu überprüfen.

Der Kern veränderte sich. Dennoch blieb das Genom stabil

Nach 24 Stunden untersuchte das Forschungsteam mittels Bildanalyse die Form und das Volumen der Zellen und Kerne, die Kernmembran, die Anordnung und Bewegung des Genoms und mehr.

Die Ergebnisse waren nicht einheitlich "keine Veränderung".

Unter simulierten Mikrogravitationsbedingungen nahm das Volumen des Zellkerns zu, während die Gesamtform der Zelle weitgehend erhalten blieb. Auch bei der Dicke und Struktur der Kernmembran wurden keine auffälligen Veränderungen festgestellt.

Besonders bemerkenswert ist, dass die Anordnung und Bewegung des Genoms erhalten blieb und unter den experimentellen Bedingungen keine DNA-Schäden durch simulierte Mikrogravitation festgestellt wurden.

Im Gegensatz dazu wurden die Zellen, die dem Fluss ausgesetzt waren, länglicher und es wurden DNA-Schäden beobachtet. Die Oberfläche der Nukleoli im Zellkern wurde unter beiden Bedingungen, simulierte Mikrogravitation und Fluss, glatter.

Auch wenn sich der "Behälter" des Zellkerns verändert, bedeutet das nicht unbedingt, dass das Genom darin sofort stark gestört wird. Die Ergebnisse zeigen, dass die physikalische Struktur und Bewegung des Genoms zumindest über einen Zeitraum von 24 Stunden stabil ist.

Man sollte nicht sagen, "DNA bleibt auch im Weltraum unversehrt"

Diese Ergebnisse bieten bedingte Hoffnung. Diese Bedingungen dürfen jedoch nicht ignoriert werden.

Erstens betrug die Beobachtungsdauer 24 Stunden. Es ist unklar, ob das gleiche Ergebnis auch nach Wochen oder Monaten erzielt wird. Die Forscher erwähnen die Möglichkeit, dass kleine Veränderungen sich im Laufe der Zeit verstärken und die Zellfunktion beeinflussen könnten.

Zweitens ist das Experiment mit kultivierten Zellen nicht gleichbedeutend mit dem Leben im Weltraum. Allein durch das Experiment mit dem Gerät können nicht alle möglichen Ursachen für DNA-Schäden während eines Weltraumaufenthalts bewertet werden.

Darüber hinaus bedeutet das Ergebnis, dass die Anordnung und Bewegung des Genoms erhalten blieb, nicht, dass alle Genfunktionen und Zellfunktionen unverändert bleiben. Die untersuchten Indikatoren und der Umfang der daraus ableitbaren Schlussfolgerungen müssen unterschieden werden.

Genauer gesagt lautet die Entdeckung: "Unter den aktuellen Bedingungen und im Rahmen der Messungen wurde die Anordnung und Bewegung des Genoms durch 24 Stunden simulierte Mikrogravitation nicht wesentlich gestört."

Wie waren die Reaktionen in den sozialen Medien? Bestätigt wurde die Betonung der Bedingungen durch offizielle Mitteilungen

In den sozialen Medien stellte Phys.org diese Studie auf seinem offiziellen LinkedIn-Account vor. Der Beitrag berichtete, dass die Anordnung und Bewegung des Genoms unter 24 Stunden simulierter Mikrogravitation erhalten blieb, das Volumen des Zellkerns zunahm und die langfristigen Auswirkungen unbekannt sind.

Zum Zeitpunkt des 24. September 2026 konnten jedoch nicht genügend öffentliche Kommentare von allgemeinen Nutzern gesammelt und überprüft werden. Daher kann kein Trend der öffentlichen Meinung wie "Erleichterung in den sozialen Medien" oder "Erwartungen an die Besiedlung des Weltraums steigen" gezeigt werden. Offizielle Einführungsbeiträge sollten von den Reaktionen allgemeiner Nutzer unterschieden werden.

Die Schwerpunkte beim Lesen dieser Studie sind jedoch klar: Was passiert nach mehr als 24 Stunden? Inwieweit stimmen die Ergebnisse von simulierten Experimenten auf der Erde mit der tatsächlichen Weltraumumgebung überein? Und wie gut kann der durch das Experiment erzeugte Fluss reduziert werden? Diese Fragen ergeben sich nicht aus bestätigten Kommentaren in sozialen Medien, sondern aus den Forschungsergebnissen.

Was die Weltraumforschung voranbringt, ist die Technik des "Ursachenunterscheidens"

Diese Studie kann nicht als Sicherheitsdeklaration für Weltraumreisen gelesen werden. Dennoch ist sie ein wichtiger Hinweis darauf, was mit dem Leben im Weltraum passiert.

Selbst wenn sich Zellen verändern, können die notwendigen Maßnahmen falsch eingeschätzt werden, wenn die Ursache falsch identifiziert wird. Die Methode, simulierte Mikrogravitation und Flüssigkeitsfluss getrennt zu untersuchen, wird helfen, zukünftige experimentelle Ergebnisse vorsichtiger zu interpretieren.

Ein weiterer interessanter Punkt ist, dass die Anordnung und Bewegung des Genoms nicht sofort zusammenbrach, selbst wenn die alltägliche Bedingung der Schwerkraft verändert wurde. Zellen reagieren nicht in allen Teilen gleich auf Umweltveränderungen.

Was passiert mit dem menschlichen Bauplan im Weltraum? Die Antwort ist noch nicht vollständig. Die 24 Stunden, die in dieser Studie untersucht wurden, zeigten kurzfristige Stabilität und die Notwendigkeit, dies auch langfristig zu überprüfen.

Quellen

1. Phys.org / bereitgestellt von der New York University "Uncovering gravity's impact on the human genome" (23. September 2026). Zusammenfassung der experimentellen Methode, der Beobachtungsergebnisse nach 24 Stunden und der Erklärungen der Forscher.
   https://phys.org/news/2026-09-uncovering-gravity-impact-human-genome.html

2. In Science Advances veröffentlichte Studie "The Effect of Microgravity and Flows on the Organization and Dynamics of the Human Genome". DOI der Forschungsarbeit.
   https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aeh3116

3. Liste der Veröffentlichungen des Zidovska-Labors der New York University. Titel, Autoren und Zeitschriften der entsprechenden Arbeiten wurden überprüft. In der überprüften Liste als In Press gekennzeichnet.
   https://physics.nyu.edu/zidovskalab/pubs.html

4. NASA "What is Microgravity?". Primärquelle zur Erklärung der Beziehung zwischen Mikrogravitation und freiem Fall. Verwendet als Ergänzung, um das Missverständnis zu vermeiden, dass es im Weltraum keine Schwerkraft gibt.
   https://www.nasa.gov/centers-and-facilities/glenn/what-is-microgravity/

5. Offizieller LinkedIn-Beitrag von Phys.org. Kommunikation über die Stabilität des Genoms über 24 Stunden und die unbekannten langfristigen Auswirkungen auf sozialen Medien. Kein Material, das die Reaktionen allgemeiner Nutzer zeigt.
   https://www.linkedin.com/posts/phys-org_uncovering-gravitys-impact-on-the-human-activity-7508586672343683072-BLu_