太空旅行要缓缓！国际空间站蠕虫研究显示低重力会改变基因 尤其是神经细胞

 

一项对国际空间站上蠕虫的研究显示，太空的低重力改变了我们的基因，为未来的载人任务创造了潜在的阻碍。

埃克塞特大学的研究人员设计了一个实验，让蠕虫在绕地球轨道运行的空间站上进行实验，以研究重力对DNA的影响。

研究小组发现，虽然大多数基因只受到轻微影响，但神经系统细胞，也就是我们所知的神经细胞受到的影响尤为严重。

这是发表在《Cell Press》期刊上30篇论文之一，主要研究长期太空飞行或低重力对人类和其他动物的影响。

与此同时，美国国家航空航天局(NASA)正加紧准备在2024年将第一位女性和一名男性送上月球，并在2030年将之送上火星——这一旅程将耗时8个月。

蠕虫研究的第一作者蒂姆·埃斯里奇（Tim Etheridge）博士说，了解哪些基因会受到太空旅行的影响，可以帮助有针对性地进行治疗，降低太空旅行的危险性。

自从2000年第一批宇航员抵达国际空间站以来，国际空间站进行了包括蠕虫、果蝇、老鼠和人类在内的一系列调查。

在《细胞》杂志上发表的30篇新论文中，有一篇是看到蠕虫被送到国际空间站，另一篇是放在地球上的离心机上，研究它们的基因是否有任何变化。

研究小组发现，虽然大多数基因只会受到重力变化的轻微影响，但神经系统细胞，也就是我们所知的神经元会受到特别的影响。

据英国研究小组称，基因变化可能是宇航员在太空中出现视力和血液流动等诸多问题的原因。

减少重力对健康的影响就可以减缓太空中身体的衰退，这是深空探索的“关键一步”，而了解低重力对基因的影响是减少这些影响的重要第一步。

埃斯里奇博士说，他们观察了蠕虫基因组中每个基因的水平，并确定了一个由国际空间站较低重力水平引起的清晰的变化模式。

他说:“这些变化可能有助于解释为什么人体对太空飞行会产生不良反应。”他补充说，这“为我们降低太空飞行对健康的影响提供了一些治疗目标。”

这些蠕虫名为秀丽隐杆线虫，它们被置于比地球上更低的重力环境中，而在地球上，通过离心机可以获得更高的重力。

然后，研究人员在每次实验前后检查基因，以便更好地了解重力是如何影响基因的，并寻找可能的治疗方法。

在低重力环境下，大约有1000条蠕虫的基因发生了“微妙的变化”。

第一作者，博士生克雷格·威利斯（Craig Willis）说，克服任何生理条件首先需要了解其潜在的分子机制。他说:“我们已经确定了受重力变化影响的神经元功能和细胞新陈代谢的基因。”

研究人员发现，一些基因会受到更强的影响，特别是神经系统细胞，它们通过化学信号和电脉冲在大脑和神经系统的不同部分之间传递信息。

威利斯说:“这些蠕虫显示出的分子特征和生理特征与人类的相似。”“我们的发现应该为更好地理解太空飞行导致的哺乳动物健康下降，并最终影响人类健康提供基础。”

埃斯里奇博士说:“这项研究突出了欧洲和英国科学家在太空飞行生命科学研究中的持续作用。”

另一项研究，作为这一最新研究的一部分，研究了低重力和太空飞行的影响，以及由太空飞行引起的线粒体变化。

NASA艾姆斯研究中心(Ames Research Center)的一个多学科团队通过从多个不同资源收集的数据发现，导致宇航员骨骼和肌肉流失、免疫功能障碍以及心脏和肝脏问题的共同原因。他们发现线粒体功能障碍是导致这些问题的原因。

资深作者阿夫辛·贝赫什蒂（Afshin Beheshti）说:“我们首先想知道，在太空中的身体是否存在某种普遍的机制，能够解释我们的观察结果。”“我们反复发现，线粒体调节发生了一些事情，导致一切都不正常。”

他们发现肝脏、眼睛和其他部位的问题都与与线粒体有关的通路有关——所以进一步研究发现这是一个共同的联系。

贝赫什蒂说:“看到线粒体如此重要，我完全惊呆了，因为它们不在我们的关注范围之内。”该团队希望现在能够开发出对策，包括降低线粒体疾病风险的药物。

另一项由桑福德·伯纳姆·普雷比医学发现研究所进行的研究发现，在国际空间站上生活了一半时间(即几周)的果蝇，“心脏经历了极大的结构和生化变化”。

这项发表在《细胞报告》上的研究表明，在太空中待很长时间的宇航员——在月球上形成殖民地或前往遥远的火星旅行所需要的时间——可能会遭受类似的影响。

这项研究还揭示了新的见解，有一天可能会帮助地球上长期卧床休息或患有心脏病的人。

“这是第一次，我们可以看到在宇航员研究中可能导致心脏状况的细胞和分子变化。”该研究的作者凯伦·奥克尔(Karen Ocorr)说。

“我们开展这项研究是为了了解微重力对心脏的影响，现在我们有了路线图，可以用来制定策略，让宇航员的心脏保持强壮和健康。”

关于蠕虫的研究结果发表在《iScience》杂志上。

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