NASA将一对双胞胎兄弟中的一人送入太空一年。后来发生了什么

NASA astronaut Scott Kelly on the International Space Station as he prepares a scientific experiment on June 16, 2015. REUTERS/NASA/Scott Kelly/Handout ATTENTION EDITORS - FOR EDITORIAL USE ONLY. NOT FOR SALE FOR MARKETING OR ADVERTISING CAMPAIGNS. THIS PICTURE WAS PROVIDED BY A THIRD PARTY. REUTERS IS UNABLE TO INDEPENDENTLY VERIFY THE AUTHENTICITY, CONTENT, LOCATION OR DATE OF THIS IMAGE. THIS PICTURE IS DISTRIBUTED EXACTLY AS RECEIVED BY REUTERS, AS A SERVICE TO CLIENTS - TM3EC311KQC01
A year in space for Scott Kelly has strongly affected the way his genes are expressed.Image: REUTERS/NASA/Scott Kelly
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去年3月,NASA宇航员斯科特·凯利在太空生活一年后站起身来时,身高增加了两英寸。

凯利参与了NASA的一项研究,该研究以斯科特·凯利及其双胞胎兄弟马克·凯利为对象,评估太空旅行对人体造成的变化。斯科特在国际空间站待了340天,马克则留在地球上,这让NASA获得了难得的机会,得以比较两套完全相同的DNA——一套经历了太空环境带来的压力,另一套则没有。

身高暂时增加只是研究人员迄今记录到的众多变化之一。斯科特和马克拥有相同的基因,但斯科特在太空生活一年似乎显著影响了这些基因的表达方式。

“我们可以观察到整个人体生物系统对太空飞行作出的反应,”克里斯托弗·梅森是NASA双胞胎研究的首席研究员,也是威尔康奈尔医学院的副教授。他向《商业内幕》表示。

研究人员早已知道,让人体离开地球的大气保护层短暂旅行,会对身体产生许多影响,比如脊柱伸展、肌肉萎缩、睡眠周期紊乱——但长期暴露于太空环境的影响此前还不太为人所知。

尽管双胞胎研究的结果仍属初步发现,但已经给科学家带来了大量值得思考的问题。

梅森说,他们发现,宇航员一进入太空,“成千上万个基因几乎立刻就改变了开启和关闭的方式”。其中一些变化会持续数天,甚至数周,直到宇航员返回地球后仍然存在。

关于基因表达的新发现建立在NASA于2月公布的一些初步结果之上。研究人员希望利用完整的数据集,更好地为未来的深空任务做准备;要彻底梳理这些数据可能需要一些时间。

以下是迄今一些最有趣的发现:

斯科特的端粒先变长,随后又缩短至正常水平。斯科特的端粒,也就是染色体末端的保护帽,在他身处太空期间比他兄弟的更长,但他回家后很快就恢复到了正常长度。“这恰恰与我们的预想相反。”科罗拉多州立大学柯林斯堡分校的辐射生物学家苏珊·贝利2月向《自然》杂志表示。这是因为端粒较短通常与衰老有关。科学家仍在研究这意味着什么,但据NASA称,这可能与在太空期间运动更多、摄入热量更少有关。

斯科特的基因表达发生了多方面变化。斯科特的基因表现出甲基化水平升高和降低的情况;甲基化是一种会使基因开启或关闭的过程。梅森在一份近期声明中说:“我们在研究太空中的基因表达时,看到的一些最令人振奋的现象是,人体一进入太空,基因表达就像烟花绽放一样出现爆发式变化。”据NASA称,这可能“表明某些基因对环境变化更敏感,无论是在地球上还是在太空中”。

双胞胎体内的肠道细菌各不相同。研究人员在为期一年的研究中发现,斯科特和马克的肠道细菌(本质上是帮助消化的微生物)存在差异。NASA表示,这很可能是两人饮食和生活环境不同所致。

科学家正在寻找他们所称的“太空基因”。研究人员通过对双胞胎白细胞中的RNA进行测序,发现两兄弟之间有超过200,000个RNA分子的表达方式不同。双胞胎的基因组中出现独特突变是正常的,但NASA表示,科学家正在“进一步调查斯科特在太空期间是否激活了某种‘太空基因’”。

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