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太空遨游会改变你的基因组吗?

作者:麦子(转载请注:解螺旋·医生科研助手)

 “一二三牵着手,四五六抬起头,七八九我们私奔到月球。”五月天的歌萦绕在耳边,麦子不禁遐想,有一天人类真的进行大规模的太空迁徙,即便当时已经有能力让我们的后代生活在人造地球环境下,宇宙大环境会对我们的身体功能造成影响吗?

NASA双胞胎研究

关于上述的麦子的疑问,土豪局NASA已经着手研究了。该项目的主人公是一对名为Scott Kelly和Mark Kelly的宇航员双胞胎,2015年,Scott进入国际空间站开始为期340天的旅程,Mark则在地球继续生活。期间他们定期抽血进行检测, Scott的部分血液样本随着其他宇航员的回程率先回到地球。

实际上,这个项目是Kellys兄弟自己向NASA提出的:“我们是同卵双胞胎,说不定一个人在地球一个人在太空能搞点科学成果出来嘛!”

NASA在他们的提醒下选了10个团队,拨款1.5亿美元来“搞事”。去年3月,Scott回到地球,科学家们继续从他们身上采集样本,寻找在太空环境下工作和生活对基因改变的证据。然而需要指出的是,这个研究只有一组样本,任何检测出的变化可能都出于偶然,不管这项工作最后的结果如何,都不一定普适于宇航员人群。

Chris Mason是纽约康奈尔医学院的遗传学家,近来,他接受了NASA的号召,成为该项目基因组测序部分的负责人。Mason每天晚上最大的爱好是躺在床上浏览Scott的推特,看看他又拍了哪些绝美的太空图,边看边快乐的意淫Scott的DNA样本正舒服且安全的躺在自己的实验室冰箱。

研究初步结果

目前,该研究还处于初步阶段。未来的几个月,这10个团队将分别就各自收集到的数据进行分析和比对。比如正如前面所述,Mason研究的是基因活性,其他团队则负责检查视力或免疫反应。鉴于遗传信息本来就有私密性,Kelly兄弟有权阻止任何结果被发表。

第一个结果与太空旅行无关,基因检测打消了Kelly兄弟原本以为自己是爱尔兰后裔的想法,结果显示他们的祖先来源于英国。

其余的一些发现令研究人员产生了一些困惑。

Mason原本预期微重力会诱发一些基因表达改变,就好比哪怕在地球上,因为睡眠、压力或者节食等原因也会同样发生一样。尽管结果的确如此,但让他和他团队意想不到的是,这些改变的数量叹为观止。目前,Mason团队正在继续对比Scott出发前RNA测序的结果,试图找出一些只有在微重力环境下才会被激活的“太空基因”。

科学家Susan Bailey负责Kelly兄弟端粒的研究,即染色体两端的保护帽,帮助确保染色体复制时细胞进行正确分裂。科罗拉多州立大学教授,辐射细胞遗传学家Bailey认为,长期暴露于辐射、微重力和其他太空相关的压力因素(比如骨质密度、视觉和听力都会受到影响),将会导致Scott的端粒更短。

但这并没有发生!Scott的端粒不仅没有缩短,反而更长了。并且在他回到地球后的几个月,又回到了去太空站前的水平。

尽管Bailey对这样不合常理的结果哭笑不得,但这个结果在其他10个宇航员身上得到了相同结果的验证。要知道,端粒的长度正常情况下只会越来越短,像麦子这样的普通人类,只有通过健康的生活习惯,比如饮食和规律锻炼来减慢它变短的速度(然而并不能做的到)。

Bailey猜测可能是两个原因,第一个是某些细胞中的短端粒在极端环境下消失,使得长端粒的计数结果更多;第二可能是微重力激活了增长端粒的酶。

需要指出的是,尽管长端粒在正常条件下意味着寿命更长,但是也有例外,它也可能增加患癌风险。当癌症来临时,做的第一件事就是激活端粒酶,保持端粒的长度,这样癌细胞才能肆虐。

负责检测Kelly兄弟DNA甲基化检测的Andy Feinberg团队也遇到了蜜汁尴尬。在Scott去太空之前,兄弟两的DNA甲基化水平相似,Scott在太空期间的DNA甲基化水平降低,而Mark则升高了。在Scott回到地球后,两个人又都回到了原本的基线。对此结果,Feinberg放弃了对这个结果的解释(毕竟暂时无法解释)。

Mason, Bailey和Feinberg都很小心的指出,研究本身涉及的影响因素太多,除了重力原因,还有营养、睡眠、辐射等,未来的研究还需要纳入更多样本。

NASA对宇航员进行健康研究或者监测的最终目的,是为了找出长期的太空旅行对身体造成的影响,未来要是真有辣么一天,才有办法在太空搬家前开发针对性的措施。然而,整条路还是long way to go,咱们目前只能指望来日方长了!(请不要问我方长是谁~)

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