美国宇航局的双胞胎研究揭示了在太空生活的一年是如何影响人体的

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宇航员斯科特·凯利(左)在国际空间站呆了一年,而他的双胞胎兄弟,前宇航员马克·凯利则留在了地球上。(照片:美国国家航空航天局)

美国宇航局已经证实了这项为期一年的初步研究结果双胞胎的研究现在,这些结果已经被整合成一项发表在《科学》(Science)杂志上的单一“多维分析”。

研究太空对人体基因影响的首次机会出现在宇航员斯科特·凯利被选为2015年3月至2016年3月在国际空间站工作之后。他的同卵双胞胎马克·凯利(Mark Kelly)也曾是美国国家航空航天局(NASA)宇航员,他留在了地球上。

在美国宇航局在国际空间站(ISS)执行为期一年的任务期间,来自12所大学的研究人员分析了这两兄弟的生物样本,以估计可能发生的基因变化。

空间改变了基因的表达方式。

据美国宇航局称,研究结果显示,太空旅行会导致甲基化的增加,这是一个开启和关闭基因的过程。基因表达的变化导致许多与凯利免疫系统相关的基因变得高度激活,甚至将线粒体DNA片段释放到他的血液中。研究人员还不确定原因线粒体DNA从细胞中释放出来,但他们认为这可能是身体应对压力的方式。

双胞胎研究中心的首席研究员克里斯·梅森说:“通过观察太空中的基因表达,我们看到的最令人兴奋的事情是,当人体进入太空时,我们真的看到了爆炸,就像烟花起飞一样。在一份声明中说.“通过这项研究,我们已经看到成千上万的基因改变了它们的启动和关闭方式。宇航员一进入太空就会发生这种情况,一些活动在返回地球后会暂时持续。”

虽然斯科特在太空中经历的大部分生物变化在返回地球后不久就恢复正常,但研究人员发现,他的7%的基因经历了长期变化。这些基因与他的免疫系统、骨骼形成、DNA修复、缺氧(组织缺氧)和高碳酸血症(血液中二氧化碳过多)有关。

空间中的时间会影响端粒长度。

斯科特·凯利在太空的一年打破了记录,绕地球飞行了5440圈。
斯科特·凯利在太空的一年打破了记录,绕地球飞行了5440圈。 (照片:美国国家航空航天局)

到目前为止,这项研究中最令人惊讶的部分之一与端粒有关。这些本质上是DNA末端的帽,保护我们的染色体。它们被认为与衰老有关,因为我们的端粒长度随着年龄的增长而减少,并受到压力、吸烟、缺乏锻炼和不良饮食等因素的影响。

在这项研究之前,科学家们推测,太空生活的压力会导致斯科特的端粒比他哥哥的端粒缩小。但出乎他们意料的是,斯科特白细胞的端粒反而增加了。

科罗拉多州立大学的辐射生物学家苏珊·贝利(Susan Bailey)正在与美国宇航局(NASA)合作研究太空对端粒的影响,她说:“这与我们的想法完全相反。大自然。

斯科特返回地球后,他的端粒迅速恢复到任务前的水平。美国国家航空航天局(NASA)推测这可能与斯科特在国际空间站上坚持的低卡路里饮食和严格的锻炼方案有关。

它还会影响你的动脉。

美国宇航局想知道在太空中呆很长一段时间是否会影响宇航员的动脉和血液循环。斯科特和马克定期提交血液和尿液样本,并对他们的动脉进行超声波检查。检查显示斯科特的颈动脉壁变厚了,而且他的炎症加剧了——即使是在他回到地球后不久。

然而,现在说斯科特的病情是否可逆还为时过早,或者说长期在太空中是否加速了动脉粥样硬化的发展——脂肪沉积在动脉中。

斯科特·凯利在国际空间站
宇航员斯科特·凯利在国际空间站工作了近一年后于2016年3月1日返回家乡。 (照片:美国国家航空航天局)

它也会改变你的直觉。

其他值得注意的发现包括斯科特·凯利的两种肠道细菌的比例发生了变化。而在太空中,一个物种统治着另一个物种。然而,回到地面后,这一比例又恢复正常。对双胞胎进行基因组测序的研究人员还发现,双胞胎之间表达不同的RNA分子超过20万。目前关于这种现象发生的原因的理论从微重力的影响到简单的连续340天食用冻干食品的行为,不一而足。

还有DNA甲基化的奥秘,这是一个控制DNA化学修饰的过程。在太空中,斯科特的甲基化水平下降了。在地球上的同一时间里,马克的水平完全相反。根据美国宇航局的说法,这样的结果可能表明“基因对地球或太空环境的变化更敏感。”beplay体育官网电脑

你的免疫系统会受到保护。

这对双胞胎每隔一年接种一次流感疫苗,测试表明他们的细胞对流感的反应都增强了,这意味着疫苗在保护他们免受流感感染方面起了作用。

因此,NASA得出结论,流感疫苗在太空中的效果与在地球上相同。这一发现给宇航员带来了希望,他们可以在太空中长期接种疫苗,防止感染其他病毒和疾病。