太空飛行會讓宇航員發生遺傳變化？

08-02

最近我們最迫切的願望就是登上火星，但在我們去這顆紅色星球進行歷時七個月的旅程時，我們需要先了解一下艱苦的太空環境給我們的身體帶來的影響。

感謝宇航員Scott和Mark Kelly自願成為NASA的研究對象。自從他們執行完太空任務之後，NASA就開始對他們進行研究。研究人員們收集了這對雙胞胎在地球和太空里的血液樣本和其它的生物材料，並進行了比較。

雖然這一雙胞胎研究的完整結果還需要一兩年的時間才會面世，但現在我們已經有了一些發現。在Scott Kelly執行任務之前、之時和之後(他在太空里待了340天)，他的基因表達、DNA甲基化作用和其它的生物標記都發生了變化。根據領導該研究的科學家團隊，這些變化可能是Scott長期待在太空中所致。該團隊將他們的初步研究結果呈現在了NASA人類研究方案的科學家會議上。

約翰霍普金斯大學醫學院的遺傳學家Andrew Feinberg是研究成員之一，他說道：「該研究最重要的地方在於它表明我們可以做到。我不認為人們會意識到宇航員在太空中會輕易發生遺傳變化。」

作為同卵雙胞胎，這對兄弟在遺傳上非常相似。然而，研究人員們發現當Scott在太空中時，他的端粒比他的雙胞胎兄弟更長。雖然Scott的端粒在回到地球上之後，於很短時間內就回到了進入太空之前的狀態，但這樣的結果依舊在人們的預料之外。畢竟人們一直以為端粒會隨著一個人的生命進程而變短，太空飛行的壓力理應加速端粒變短，事實卻與之相反。

科羅拉多州立大學的放射生物學家Susan Bailey表示：「這完全與我們的預期相反。」

NASA人類研究項目的首席科學家John Charles說科學家們之所以對太空飛行時的端粒長度感興趣，是因為它們的腐蝕會導致宇航員在執行長期任務時出現健康問題。在將宇航員送到火星上之前，理解長期太空旅行的潛在健康風險非常重要。

即便Scott的端粒神奇地增長了，但這依舊值得審查。

Charles說：「我們應該知道端粒變長並不總是好事，因為端粒變長也與某些疾病進程和病狀有關。不過在這一例子中，事實並非如此。」

該研究結果的另外一個謎題在於DNA甲基化作用，這一過程會在DNA分子上增加甲基群以便控制基因表達。研究人員們發現當Scott在太空中時這一過程會減慢，與此同時Mark體內的甲基化作用卻加快了。

Charles表示：「甲基化作用即基因關閉不需要被複制的部分。測量甲基化作用的變化也能記錄基因在不同環境中的活躍情況，決定哪些基因不需要被解讀和轉錄，身體也不需要在這些部分進行蛋白質編碼。這些測量能夠幫助我們從基因層面，來理解身體對太空飛行因素的反應。」

科學家們觀察到Scott體內的基因表達有急劇變化，比起他的兄弟，他在太空中多待了520天。這些變化可能是苛刻的條件所致。現在，研究人員們會將注意力轉向是什麼導致這些分子變化出現。

Charles說道：「如果Kelly兄弟並沒有被選作宇航員，那麼NASA的基因研究將會處於較慢進程。」

了解人體對長期太空飛行的反應將是艱巨的任務，但總有人需要去執行這一任務。如果我們還想殖民火星，那麼情況將尤為如此。