双胞胎宇航员研究揭示空间旅行压力

美国宇航局宇航员斯科特·凯利(左)和马克·凯利。

资料来源:帕特·沙利文/美联社照片

根据我们的报告，美国宇航局前所未有的双胞胎研究的初步结果详细分析了宇航员斯科特·凯利(在太空呆了将近一年)和他的同卵双胞胎兄弟马克·凯利之间的遗传差异。在斯科特进入太空之前、期间和之后进行的测量揭示了他的基因表达、脱氧核糖核酸(DNA)甲基化和其他生物标记的变化，这可能是由于他在轨道上的时间。

纽约维尔康奈尔医学院的遗传学家克里斯托弗·梅森(Christopher Mason)指出，从双胞胎染色体的长度到他们肠道中的微生物，“几乎每个人都说看到了差异。”1月26日，梅森和其他项目科学家在德克萨斯州加尔维斯顿举行的美国宇航局人类研究项目会议上报告了初步结果。梅森说:“数据如此新鲜，以至于有些数据来自测序机之外。”

斯科特于去年3月完成了为期一年的国际空间站任务，并返回地球。他任务的一个重要部分是参加双胞胎研究。在斯科特执行任务之前、期间和之后，科学研究人员收集了他的血液等生物样本，然后将它们与从马克那里收集的样本进行比较，以分析太空飞行对人类遗传物质和肠道微生物的影响。

在美国宇航局最近公布的初步研究结果中，有许多发现。例如，在太空任务中，斯科特的端粒变得比马克的长，这与研究人员的预期正好相反。但是在斯科特返回地面后，端粒长度很快恢复到飞行前的水平。端粒是染色体末端的结构，被认为与人类寿命有关。为了进一步了解太空飞行对人类染色体端粒的影响，研究人员对其他宇航员进行了相关研究。

此外，斯科特和马克在基因表达上有明显的差异。虽然同卵双胞胎有相同的基因组，但由于环境差异等原因，各种基因的表达水平会有所不同，导致生理差异。在地球上，同卵双胞胎之间的差异是由饮食和睡眠等不同环境造成的，但斯科特和马克表现出比平时更明显的差异。研究人员认为，这可能与斯科特长期在太空中食用冻干食品以及他在太空中漂浮时的睡眠有关。

美国国家航空航天局表示，对从双胞胎研究所获得的数据进行分析需要相当长的时间，完整的数据最终可能不会公布，因为相关数据涉及个人隐私和其他问题。

斯科特和马克出生于1964年2月21日。两人都是宇航员，已经退休。斯科特的太空经历更加丰富。他在太空呆了520天，成为美国太空时间最长的宇航员。从2001年到2011年，马克进行了四次为期54天的太空任务。由于两兄弟拥有相同的基因组和相似的生活经历，美国宇航局专门设计了双胞胎研究，相关结果有助于人类进一步探索太空。

个性化的医疗护理有望帮助美国宇航局在长期太空旅行中保持宇航员的健康，包括未来的火星探索之旅。例如，美国国家科学、工程和医学研究所1月6日表示，美国宇航局计划使用基因测试来筛选宇航员候选人的癌症易感性。

无论如何，这项研究是迄今为止最详细的分子分析，涉及到一些最恶劣的环境。项目组成员之一、马里兰州巴尔的摩市约翰·霍普金斯大学医学院的遗传学家安德鲁·范伯格说:“这项研究最重要的一点是，我们已经证明了我们做这种工作的能力。”“我认为人们不会认为在太空中对宇航员进行基因组研究是非常容易的，”他说。(赵茜·Xi)

《中国科学日报》(2017-02-07第二版国际版)

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