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美国双胞胎一个去了太空,一个在地球,生理比对数据惊人

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匿名  发表于 2019-4-15 10:19 回帖奖励 |正序浏览 |阅读模式

美国双胞胎一个去了太空,一个在地球,生理比对数据惊人





  黑洞突然的出现,不但让学术界欢呼雀跃,也让普通民众也跟着大大的吃瓜了一次。

  浩瀚的太空对于我们就是一个黑洞,全是未知。

  近日,最新一期《科学》杂志的封面研究,则为人类飞往群星闪耀之处,带来了生物学层面的最新洞见。

  他讲述了一对双胞胎的故事,他们其中一人用了340天驻留太空,而另外一个人则一直在地球等待。

  一年后,通过对比,人们才意识到太空竟然真的能改变一个人。

  

  在太空中驻留340天后,宇航员斯科特·凯利(Scott Kelly)的身体从体重到基因都发生了变化。

  不过,当他回到地上后,在较短时间内一切便恢复正常。

  美国国家航空航天(National Aeronautics and Space Administration,NASA)于周四公布了其“双胞胎研究”(NASA Twins Study)的结果。

  这对同卵双胞胎兄弟在2015年接受了一项特殊的科研任务——斯科特将前往太空,在国际空间站上工作一年。与此同时,兄弟马克将驻留地球,作为对照

  

  好消息是这对兄弟的结果给人类前往太空生活的设想带来了希望。

  作为被研究对象,宇航员斯科特·凯利在太空中的340天里,与该项研究的另一位被研究对象——他的双胞胎兄弟,同是宇航员的马克(Mark)相比,斯科特的身体发生了种种变化。

  

  不过,等他离开太空站,回到地上时,很快便恢复了正常。

  研究人员表示,这个研究结果表明,人类可以在太空中“轻松待上一年”。

  

  ▲狭小的居住环境也会给宇航员带来压力(图片来源:NASA)

  身体的神奇改变

  该研究中,分子、生理和行为的变化被分成低、中、高风险组。

  1年多的太空生活中,斯科特的体重和人类微生物群系的变化呈现风险较低的状态;胶原调节和血液循环的变化处于中等水平;而基因组的不稳定性则被认为具有较高的潜在风险。

  第一档被归为“低风险”,其中主要的变化来自肠道菌群。

  第二档被归为“中等风险”,其中主要的变化来自心血管的变化。

  第三档被归为“高风险”,其中主要的变化来基因的变化。

  

  前两类变化并不是重点,但是斯科特染色体出现了异常变化——他体内的一些染色体片段发生了倒置,这可能是高能宇宙粒子穿过细胞所造成的破坏。

  研究人员们评估,要造成这样的损伤,大约等同于在地球上接受长达50年的背景辐射。

  

  而在太空,短短1年的生活就会造成这样的后果。

  

  ▲斯考特染色体中出现了倒置和易位等变异

  另外,研究人员们还发现,斯科特的端粒长度也发生了明显的变化。在太空期间,他的端粒出现了明显的延长。一般来说,端粒的长度与寿命有着关联。这虽然可能会延长他的寿命,但同时也会增加癌症的风险。要知道,许多细胞癌变的第一步,就是延长端粒,让细胞永生。

  而当斯科特回到地球后,端粒延长的效果很快就消失了。在地球上,人们发现他的端粒出现了“加速缩短”的现象。相比上太空之前,斯考特的端粒在回到地球后,缩短得实在太多。研究人员称,这将他置于“加速衰老”的风险之中。

  

  ▲斯考特的太空生活给他的生理带来了明显变化(图片来源:NASA)

  人类又迈出了一步

  这项研究有84位科学家参与,这些来自美国8个州、12所大学的科学家组成10个小组。他们从各个方面研究人体在太空中的表现。

  这份研究报告发表在周四的《科学》(Science)期刊上。其中的数据包括认知测量、生理数据和这对双胞胎兄弟27个月的样本,包括血液、血浆、尿液和粪便等。

  研究人员表示,这项研究目前尚存在局限性。因为这项研究只反映了斯科特和马克·凯利兄弟俩的情况,该结果未经过其他宇航员的验证。

  而且,斯科特在空间站时仍处于地球磁场保护层内,未受到来自远太空辐射的侵袭。

  研究人员认为,“单从偶然事件是无法给太空之旅下结论的”。因此目前他们的工作建立在“假设和框架定义”的基础上,尚需要未来通过更多研究做进一步完善。

  同时他们也认为这是“人类太空基因组学的曙光”,约翰霍普金斯大学医学院(Johns Hopkins School of Medicine)首席研究员兼医学教授安迪·费恩伯格博士(Dr. Andy Feinberg)说。

  “‘双胞胎研究’是了解太空之旅中人类表观遗传学和基因表达的重要一步。”NASA总部首席健康与医疗官波尔克(J.D.Polk)说,这有助于了解个性化医疗需求,及其在远太空探测中如何使宇航员保持健康的状态。“因为NASA未来还要前往月球及火星探索。”

  用了6个月的时间恢复正常

  虽然在太空中的一年,斯科特的颈动脉变粗、DNA损伤、基因表现(Gene expression,用基因中的信息来合成基因产物的过程)发生变化、视网膜增厚、肠道微生物转移、认知能力降低以及染色体末端“端粒”结构改变。

  但DNA没有发生变化或变异。

  不过,当斯科特回到地球后,只用了6个月的时间,几乎所有的一切就都恢复到正常、稳定或基准水平。

  然而,一年时间的太空任务回归与六个月的太空回归“明显不同”。斯科特说,“回来后的状态可不是说说那么容易调整的”。

  斯科特回到地球后,几天之内就染上流感。

  他感到关节和肌肉疼痛、小腿肿胀;他的皮肤无论接触到哪里,都会引起荨麻疹和皮疹;他还感到头晕、恶心和疲劳等。

  他认为这都要归因于重力的恢复,接触不同的人和其免疫系统,以及对这种戏剧性体验的情绪反应等。

  他花了大约半年的时间才完全恢复过来。

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