NASA “雙胞胎研究”揭示太空飛行如何改變基因表達

在國際空間站上近一年的停留揭示了基因甲基化的增加

斯科特·凱利(左)在國際空間站上停留了近一年,而他的同卵雙胞胎兄弟和同為宇航員的馬克(右)則留在地球上作為對照組。研究人員正在研究太空旅行對人體的影響,這是 NASA“雙胞胎研究”的一部分。

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太空飛行在宇航員身上引起的改變遠不止皮膚表面。

美國宇航局“雙胞胎研究”的初步結果顯示,太空旅行強烈影響基因的表達方式,即基因的開啟和關閉。

“我們從太空基因表達研究中看到的最令人興奮的事情之一是,我們真的看到了爆發,就像煙花升空一樣,一旦人體進入太空,”雙胞胎研究首席研究員克里斯·梅森在一份宣告中說。[太空中的人體:6個奇怪的事實]


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“透過這項研究,我們已經看到成千上萬個基因改變了它們的開啟和關閉方式,”梅森補充道,他常駐康奈爾大學醫學院威爾康奈爾醫學院。“這種情況發生在宇航員進入太空後不久,並且一些活動在返回地球后暫時持續存在。”

具體而言,梅森和他的團隊發現甲基化作用增加,這涉及將甲基基團新增到 DNA 片段上。這個過程通常會抑制相關基因的啟用。(甲基基團由一個碳原子與三個氫原子結合而成。)

雙胞胎研究的中心人物是前 NASA 宇航員斯科特和馬克·凱利,他們是同卵雙胞胎,因此具有相同的 DNA 譜。

斯科特·凱利和宇航員米哈伊爾·科爾尼延科從 2015 年 3 月到 2016 年 3 月在國際空間站 (ISS) 上生活,完成了一項前所未有的 11 個月任務。(大多數在軌道實驗室的停留時間為五到六個月。)馬克·凱利在整個時間都留在地球上,作為衡量太空飛行可能在斯科特身上引起的變化的對照。

研究人員仍在評估這些變化,這些變化涵蓋構成更廣泛的雙胞胎研究的 10 項獨立調查。美國宇航局官員表示,最終結果預計將於明年公佈。

“這項研究代表了對人類生物學最全面的觀察之一,”梅森說。“它真正為理解太空旅行的分子風險以及潛在地保護和修復這些基因變化的方式奠定了基礎。”

太空飛行還會對宇航員的身體造成宏觀層面的變化,包括肌肉萎縮、骨密度降低和視力下降。科學家們早就知道這些影響,宇航員已經採取措施來減輕其中一些影響。例如,劇烈運動是國際空間站上每位機組成員日常活動的一部分,以此來對抗骨骼和肌肉萎縮。

美國宇航局渴望更好地瞭解太空飛行對生理和心理的所有影響,以便更好地為載人火星任務和其他遙遠的目的地做好準備,該機構官員表示。

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版權所有 2017 SPACE.com,Purch 公司。保留所有權利。未經許可,不得釋出、廣播、改寫或重新分發本材料。

Mike Wall has been writing for Space.com since 2010. His book about the search for alien life, “Out There,” was published on Nov. 13, 2018. Before becoming a science writer, Michael worked as a herpetologist and wildlife biologist. He has a Ph.D. in evolutionary biology from the University of Sydney, Australia, a bachelor’s degree from the University of Arizona, and a graduate certificate in science writing from the University of California, Santa Cruz.

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