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搜狐科學 | 美國宇航局:雙胞胎實驗證實宇宙空間會改變人類基因

原標題:搜狐科學 | 美國宇航局:雙胞胎實驗證實宇宙空間會改變人類基因

太空旅行改變基因?NASA雙胞胎宇航員分隔驗證結果

文 / 周亦川 編 / 袁月

【搜狐健康】4月11日,美國宇航局(NASA)在《科學》雜志發表的一份研究顯示,通過一對雙胞胎實驗證明,在宇宙國際空間站生活確實會導致一個人發生各種變化,包含體重、身體機能乃至基因變化。

宇航員Scott Kelly在2015—2016年間在國際空間站生活了340天,期間身體發生了一系列變化。回到地球之后,來自于12所大學共84名科學家對他和在地球上生活的同卵兄弟Mark Kelly進行研究,數據包含認知測量、生理數據和兩兄弟27個月的樣本,包含血液、血漿、尿液和糞便等,并劃分分歧的風險評分。體重和微生物群的變化被認為是低風險,血液流動變化處于中等風險,而基因組的不穩定性則被認為是潛在的高風險。

人類研究項横眉副組長,科學家Steven Platts說,人體的順應性和強健性很強,當我們進入太空、經歷微重力,以每小時2.8萬公里速度飛行時,我們的身體會適應新的環境并繼續發揮功能。

太空一年的生活導致Scott頸動脈增厚、DNA損傷、基因表達變化、視網膜增厚、腸道微生物變化、認知能力下降以及染色體末端端粒的結構變化,但回到地球之后很多功能又恢復了原始狀態。在太空注射流感疫苗,也和在地球上一樣有效。在空間站期間,他的營養和鍛煉導致體重減輕以及葉酸增加,有助于更多的血液紅細胞生成。

基因表達的變化與DNA修復系統和免疫系統有關。Scott一到達太空,1000多個基因就發生了變化。有些變化是預料之中的,好比骨形成、DNA修復有關的變化。宇航員在太空中會出現骨密度下降,空間輻射也會損害DNA;但與此同時,細胞線粒體和免疫系統基因也會發生改變,幫助產生能量和保護身體。

威爾康奈爾醫學院生理學和生物物理學副教授Christopher Mason說,Scott基因表達發生巨大變化。雖然他回到地球之后很多變化發生逆轉,但包含認知缺陷、DNA損傷和一些T細胞的變化還未恢復。我們横眉前不知道這些變化是好是壞,可能只是身體的反應讓基因受到了干擾,需要更長時間的跟蹤觀察。

在太空中,Scott白細胞中染色體末端的端粒延長,這種端粒的長度與衰老或疾病有關,隨著年齡的增長而縮短,因此可以當做一種健康的生物標記物,被認為是航天飛行的長期風險。當Scott回到地球之后,他的端粒很快變短,比去空間站之前更短,這可能對他的身體健康造成負面影響,好比加速衰老、心血管疾病和某些癌癥高風險有關。

Scott的頸動脈壁在任務早期增厚,并在剩余的飛行中连结不變。血液中的膠原蛋白水平發生了變化,這是心血管危險因素之一。但幸運的是,當他回來時,這些又回到了基線。

Scott的腸道微生物群發生改變,但生物多樣性卻沒有變化。在太空中,腸道細菌的厚壁菌門數量增加,而腸道細菌擬桿菌門減少,這兩類細菌都包含有好細菌和壞細菌。微重力導致了這種轉變,但是他回到地球時,平衡恢復了正常,這同樣讓研究人員感到鼓舞。

Scott稱,太空的一年和返回后六個月的感覺明顯分歧,返回地球的長期調整更讓人難受。在他回到地球的頭幾天,他覺得自己好像得了流感,感到關節和肌肉疼痛,小腿腫脹,皮膚接觸任何東西會出現蕁麻疹和皮疹,還有頭暈,惡心和疲勞等。這可能是回歸重力,接觸到分歧的人以及這種戲劇性的經歷的身體反應,適應了六個月終于完全恢復正常。

有意思的是,這項實驗最初是由Scott提出的,他向NASA的人類研究計劃提出這個想法。他們兄弟倆都是宇航員,Scott要在宇宙空間站生活一年,而他的弟弟留在地球,他們相同的基因組就能夠為研究人員提供完美的比較方案。在此之后,NASA還要做更多的為期一年的任務,為更長時間的火星或月球任務做準備。

NASA人類研究項横眉的首席科學家Jenn Fogarty評價,雙胞胎研究在分子水平上證明了人體對太空飛行環境有很強的順應性和強健性。這項研究是未來生物空間研究的起點,重點是分子變化以及如何通過它們預測評估宇航員的健康狀況,也為已經在推進的新研究開拓了道路。

參考資料:

https://edition。cnn。com/2019/04/11/health/nasa-kelly-twins-study-results/index。html

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