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搜狐科学 | 美国宇航局:双胞胎实验证实宇宙空间会改变人类基因

原标题:搜狐科学 | 美国宇航局:双胞胎实验证实宇宙空间会改变人类基因

太空旅行改变基因?NASA双胞胎宇航员分隔验证结果

文 / 周亦川 编 / 袁月

【搜狐健康】4月11日,美国宇航局(NASA)在《科学》杂志发表的一份研究显示,通过一对双胞胎实验证明,在宇宙国际空间站生活确实会导致一个人发生各种变化,包括体重、身体机能乃至基因变化。

宇航员Scott Kelly在2015—2016年间在国际空间站生活了340天,期间身体发生了一系列变化。回到地球之后,来自于12所大学共84名科学家对他和在地球上生活的同卵兄弟Mark Kelly进行研究,数据包括认知测量、生理数据和两兄弟27个月的样本,包括血液、血浆、尿液和粪便等,并划分不同的风险评分。体重和微生物群的变化被认为是低风险,血液流动变化处于中等风险,而基因组的不稳定性则被认为是潜在的高风险。

人类研究项目副组长,科学家Steven Plat速8彩票ts说,人体的顺应性和强健性很强,当我们进入太空、经历微重力,以每小时2.8万公里速度飞行时,我们的身体会适应新的环境并继续发挥功能。

太空一年的生活导致Scott颈动脉增厚、DNA损伤、基因表达变化、视网膜增厚、肠道微生物变化、认知能力下降以及染色体末端端粒的结构变化,但回到地球之后很多功能又恢复了原始状态。在太空注射流感疫苗,也和在地球上一样有效。在空间站期间,他的营养和锻炼导致体重减轻以及叶酸增加,有助于更多的血液红细胞生成。

基因表达的变化与DNA修复系统和免疫系统有关。Scott一到达太空,1000多个基因就发生了变化。有些变化是预料之中的,比如骨形成、DNA修复有关的变化。宇航员在太空中会出现骨密度下降,空间辐射也会损害DNA;但与此同时,细胞线粒体和免疫系统基因也会发生改变,帮助产生能量和保护身体。

威尔康奈尔医学院生理学和生物物理学副教授Christopher Mason说,Scott基因表达发生巨大变化。虽然他回到地球之后很多变化发生逆转,但包括认知缺陷、DNA损伤和一些T细胞的变化还未恢复。我们目前不知道这些变化是好是坏,可能只是身体的反应让基因受到了干扰,需要更长时间的跟踪观察。

在太空中,Scott白细胞中染色体末端的端粒延长,这种端粒的长度与衰老或疾病有关,随着年龄的增长而缩短,因此可以当做一种健康的生物标记物,被认为是航天飞行的长期风险。当Scott回到地球之后,他的端粒很快变短,比去空速8彩票间站之前更短,这可能对他的身体健康造成负面影响,比如加速衰老、心血管疾病和某些癌症高风险有关。

Scott的颈动脉壁在任务早期增厚,并在剩余的飞行中保持不变。血液中的胶原蛋白水平发生了变化,这是心血管危险因素之一。但幸运的是,当他回来时,这些又回到了基线。

Scott的肠道微生物群发生改变,但生物多样性却没有变化。在太空中,肠道细菌的厚壁菌门数量增加,而肠道细菌拟桿菌门减少,这两类细菌都包含有好细菌和坏细菌。微重力导致了这种转变,但是他回到地球时,平衡恢复了正常,这同样让研究人员感到鼓舞。

Scott称,太空的一年和返回后六个月的感觉明显不同,返回地球的长期调整更让人难受。在他回到地球的头几天,他觉得自己好像得了流感,感到关节和肌肉疼痛,小腿肿胀,皮肤接触任何东西会出现荨麻疹和皮疹,还有头晕,恶心和疲劳等。这可能是回归重力,接触到不同的人以及这种戏剧性的经历的身体反应,适应了六个月终于完全恢复正常。

有意思的是,这项实验最初是由Scott提出的,他向NASA的人类研究计划提出这个想法。他们兄弟俩都是宇航员,Scott要在宇宙空间站生活一年,而他的弟弟留在地球,他们相同的基因组就能够为研究人员提供完美的比较方案。在此之后,NASA还要做更多的为期一年的任务,为更长时间的火星或月球任务做准备。

NASA人类研究项目的首席科学家Jenn Fogarty评价,双胞胎研究在分子水平上证明了人体对太空飞行环境有很强的顺应性和强健性。这项研究是未来生物空间研究的起点,重点是分子变化以及如何通过它们预测评估宇航员的健康状况,也为已经在推进的新研究开拓了道路。

参考资料:

http://160db.com/a/308717023_254667-kelly-twins-study-results/index.html

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