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    宇航員DNA發生神秘突變,科學無法解釋

    類別:社會新聞發布人:聯迪發布時間:2017-03-07

    據大西洋月刊報道,斯科特·凱利(Scott Kelly)與馬克·凱利(Mark Kelly)是同卵雙胞胎,兄弟倆人無論是外貌還是身形都十分接近,而且他們都是美國宇航局的宇航員。然而在斯科特被送入太空1年后,兩人之間出現了明顯的差異。美國科學家正通過雙胞胎來研究太空環境對人體所產生的影響,結果讓他們大吃一驚。

    宇航員DNA發生神秘突變,科學無法解釋

    克里斯·馬森(Chris Mason)從未見過斯科特,但他了解后者DNA的所有秘密。馬森是紐約市威爾-康奈爾醫學院的遺傳學家,也是參與美國宇航局雙胞胎研究的專家之一。他們研究的重點是太空環境對人體產生的影響。2015年,斯科特前往國際空間站執行340天任務,而他的雙胞胎兄弟馬克則留在地球上工作。幾個月來,兩兄弟定期接受抽血測試。斯科特的血液樣本會搭乘俄羅斯聯盟號被送回地球。馬森說:“晚上睡覺前,我會看下Twitter,發現斯科特上傳了更多從太空拍攝的絕美地球照片。這時,我不禁笑著想,他放在我冰柜中的DNA肯定感覺很舒適?!?

    事實上,凱利兄弟首先提出要對他們自身進行研究的建議,并向美國宇航局申請。他們是同卵雙胞胎,或許分別在太空或地球上時,可以在他們身上進行某些科學實驗以進行對比。美國宇航局同意了這個請求,并推出研究建議。2014年,美國宇航員挑選了10個團隊,并向他們提供3年總額為150萬美元的資金扶持。2016年3月份,斯科特重返地球。從那時開始,研究人員不斷收集他的各種樣本,尋找其因在太空極端環境中生活和工作,體內基因發生改變的證據。

    然而,這項研究屬于“單病例隨機對照試驗”,為此可能存在許多未知影響。任何可察覺的變化可能都是隨機機會的結果,或者是試驗差異的結果。但是無論這項研究產生什么樣的結果,它們不可能對宇航員進行一概而論,更不適合推及到地球上的全部人口中。到目前為止,得到的結果都是初步的。10支團隊將利用接下來的幾個月時間,分析和對比他們各自的數據集。馬森、范伯格(Feinberg)等人正研究基因活動,其他科學家則在研究視力和免疫系統反應。遺傳學家已經獲得凱利兄弟的部分數據,并保留發布任何信息的權力。畢竟,DNA攸關個人最核心的隱私。

    一項驚人的發現與太空旅行無關??值芤暈?,他們完全是愛爾蘭血統。但基因組測序顯示,他們的根也在英國。其余的發現讓研究人員感到困惑。負責為凱利兄弟的基因組進行排序的馬森認為,微重力可能誘使斯科特基因表達信號中出現某些分子變化,這些信號的“開關轉換”會指引基因行為。當人類經歷睡眠、壓力以及飲食變化后,通?;岢魷擲嗨聘謀?。馬森表示,出乎意料的是,多少類似變化能被記錄下來。馬森及其團隊目前正對比斯科特的RNA排序數據,目標是發現“太空基因”存在的證據。研究人員認為,只有人類進入微重力環境下,這種DNA才會被激活。

    科羅拉多州立大學輻射細胞遺傳學家蘇珊·貝利(Susan Bailey)正在研究凱利兄弟的端粒,也就是染色體末端的“?;っ薄?,可以確保細胞分裂時,染色體被正確復制。貝利認為,長期暴露在輻射、微重力以及其他太空相關壓力下,可能會導致斯科特的端粒變短。在地球上,端?;崴孀湃頌逅ダ隙鶚?,在壓力增加時加速損失。而在太空中,人體受到壓力更大。沒有重力牽引,骨密度會下降,視力下降。當體液上浮時,人的大腦會有阻塞感覺。貝利還人為,太空飛行會讓斯科特的端粒在壓力條件下萎縮。

    然而,這些現象都沒有發生。相反,斯科特的端粒有增長趨勢。在返回地球短短幾個月后,他的端粒長度又重新回到前往太空前的狀態。貝利說:“這是真的嗎?我認為,這可能是你腦海中首先產生的疑問?!北蠢磺宄箍鋪氐畝肆N撾シ戳寺嘸?。對其他10名美國宇航局宇航員進行測試顯示,他們的端粒也有所加長?;蛐碓諛承┫赴械畝潭肆?,對太空環境非常敏感。人類進入太空后,它們就會消失,而更長的端粒則會保留下來?;蛐砦⒅亓Φ賈露肆C富鈐酒鵠?,加入更多核苷酸,促使端粒延長。貝利表示,這些說法都存在爭議。通過維持健康的生活方式,端粒的長度可以維持,比如良好的飲食和鍛煉。但是延長人類身上的端粒從來都沒有令人信服的證據。

    更長端粒也是長壽的標志。貝利表示:“你可能首先會想,這是好事兒啊,我們可以更加長壽。但硬幣總有正反面,端粒延長也會增加患癌風險,因為癌細胞首先要做的就是讓端粒變長,并維持端粒長度,以便于延長他們的生命?!?

    對于美國約翰斯-霍普金斯大學遺傳學家安迪·范伯格(Andy Feinberg)帶領的團隊來說,他們對凱利兄弟DNA甲基化進行研究也獲得了神秘發現。DNA甲基化實際上就是細胞控制基因表達的機制。在斯科特前往太空前,凱利兄弟的DNA甲基化都很正常,且十分相似。但當斯科特進入太空后,他的DNA甲基化平均水平就開始下降,馬克的反而在上升。但在太空任務結束后,他們的DNA甲基化水平都回到常態。范伯格本人也曾申請過宇航員,但他不清楚DNA甲基化變化的影響,包括攝取營養、暴露于輻射或中毒等因素,都可能影響DNA甲基化,但底線是特定基因處于正確水平,無論是你的眼球或腸道細胞。

    馬森、貝利以及范伯格都謹慎地指出,他們的研究不合適推向普通大眾,也無法完全解釋清楚,畢竟有太多影響因素。范伯格說:“你怎么知道在太空、微重力環境或被關在盒子里1年會改變睡眠模式?”盡管如此,這項研究還是首次發現了在普通實驗室中無法發現的特殊之處。舉個例子來說,運送取樣設備成本非常昂貴,因為每向國際空間站運送1千克的貨物,都可能需要數萬美元。在空間站中,除了斯科特及其同伴,沒有專業的醫務人員進行血液分析。研究人員做的最后一件事就是大量抽取斯科特的血液,讓他在無法坐下的環境中處于眩暈狀態。

    2015年6月份,美國太空科技探索公司SpaceX的獵鷹9號火箭起飛后爆炸,摧毀了大量補給品,包括馬森和范伯格的設備。但這些研究人員擁有特權:當聯盟號飛船將樣本帶回地球后,會被立刻送上政府的飛機,從哈薩克斯坦運到休斯頓,中間無需停留。范伯格說:“我們從太空中獲得血液的速度,比美國任何地方都快?!?

    無論是美國宇航局進行的研究還是監督宇航員的健康狀態,科學家們必須了解人體對長期太空飛行的反應,然后才能支持人類前往火星。如果科學家找出引發表觀遺傳改變的原因,或許就可以阻止或逆轉它們。范伯格說:“如果要將馬克·沃特尼(Mark Watney)放逐到火星上,他可能需要種些新的東西吃,或感染些某些可能殺死他的東西?!?

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