具有歷史意義的NASA雙胞胎研究調(diào)查了相同的雙胞胎宇航員Scott和Mark Kelly，并提供了有關(guān)在太空度過的健康影響的新信息。科羅拉多州立大學(xué)教授蘇珊·貝利(Susan Bailey)是來自12所大學(xué)的80多名科學(xué)家之一，他們對課本實驗進行了研究。馬克留在地球上，而斯科特(Scott)繞高空軌道運行了近一年。這項巨大的努力是由NASA的人類研究計劃進行協(xié)調(diào)的。

Bailey繼續(xù)她的NASA研究，現(xiàn)在與來自數(shù)十個學(xué)術(shù)，政府，航空航天和工業(yè)團體的200多名研究人員一起，于11月25日在五種Cell Press期刊上發(fā)表了30篇科學(xué)論文的一攬子論文。

近期在CSU獲得細胞和分子生物學(xué)博士學(xué)位的Jared Luxton是其中兩項研究的第一作者。他現(xiàn)在是柯林斯堡美國農(nóng)業(yè)部的數(shù)據(jù)科學(xué)家。

這項研究(包括一份涵蓋研究人員對太空飛行基本特征的了解的總體論文)代表了有史以來規(guī)模最大的一組太空生物學(xué)和宇航員健康影響數(shù)據(jù)。

對于Bailey來說，這也是標志著與NASA多年合作的里程碑，其中包括她在基礎(chǔ)輻射研究中的領(lǐng)導(dǎo)作用，并有幸被選為Twins研究和涉及宇航員的并行研究項目的研究人員。在這段時間內(nèi)，她實驗室中的幾位研究生在她的指導(dǎo)下獲得了博士學(xué)位。

Bailey說：“我們現(xiàn)在有一個可以繼續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)，我們知道未來航天員會尋找的東西，包括端粒長度變化和DNA損傷反應(yīng)。” “展望未來，我們的目標是更好地了解潛在的機制，人體長時間太空飛行中發(fā)生的事情以及人與人之間的變化情況。并非每個人的反應(yīng)方式都一樣。這就是很好的方法之一在這些研究中要有更多的宇航員。”

研究染色體末端，對衰老有影響

Bailey是端粒和輻射引起的DNA損傷的專家，這是Twins研究發(fā)表時在全世界引起廣泛關(guān)注的研究領(lǐng)域。在這項研究中，她和她的研究小組發(fā)現(xiàn)，斯科特的白細胞中的端粒在太空中的時間更長，隨后在他回到地球后又恢復(fù)了正常的長度。

端粒是染色體末端的保護性“帽”，隨著年齡的增長而縮短。端粒長度的巨大變化可能意味著一個人有加速衰老的風(fēng)險，或者伴隨著年齡增長而罹患的疾病，例如心血管疾病和癌癥。

在最新的研究中，Bailey，Luxton，高級研究員Lynn Taylor及其團隊研究了10名無關(guān)的宇航員，包括CSU校友Kjell Lindgren博士，并將結(jié)果與??凱利雙胞胎的發(fā)現(xiàn)進行了比較。研究人員沒有為所有機組人員獲取機上血液和其他樣本，但是貝利說，他們確實在所有人航天飛行之前和之后都有血液樣本。

調(diào)查涉及宇航員，他們在低地球軌道的國際空間站上呆了大約六個月，該軌道受到保護，免受某些空間輻射的影響。盡管有這種保護，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了DNA損傷的證據(jù)，這可能是潛在的健康影響的警告信號。

氧化應(yīng)激的新發(fā)現(xiàn)

在這些新發(fā)現(xiàn)中，研究小組發(fā)現(xiàn)，太空飛行過程中的慢性氧化應(yīng)激導(dǎo)致了他們觀察到的端粒延長。他們還發(fā)現(xiàn)，航天員在太空飛行后通常擁有比以前更短的端粒。該團隊還觀察到了個人反應(yīng)的差異。

為了對這些發(fā)現(xiàn)有更多的了解，Bailey的團隊還研究了對Mt. 珠穆朗瑪峰，地球上的極端環(huán)境。非攀爬雙胞胎的海拔較低，包括科羅拉多州的博爾德。值得注意的是，研究小組發(fā)現(xiàn)了類似的證據(jù)表明登山者存在氧化應(yīng)激和端粒長度變化。

威爾·康奈爾大學(xué)醫(yī)學(xué)系副教授，貝利大學(xué)合著者克里斯托弗·梅森(Christopher Mason)對該山進行了基因表達分析。珠穆朗瑪峰的登山者。他發(fā)現(xiàn)了端粒長度維持的依賴端粒酶的，基于重組的途徑的證據(jù)，已知該途徑可導(dǎo)致更長的端粒。

Bailey說，當(dāng)發(fā)生慢性氧化應(yīng)激時，它會損害端粒。

她說：“正常的血細胞正在死亡，并試圖生存。” “他們正在適應(yīng)新的環(huán)境。一些細胞會激活另一條途徑來保持其端粒的運轉(zhuǎn)。這類似于某些腫瘤發(fā)生的情況。某些細胞是從該過程中產(chǎn)生的。這就是我們認為太空飛行也是如此。”

盧克斯頓說，上述機制-被稱為端粒的替代性延長，或ALT-是一個出乎意料的發(fā)現(xiàn)。

他說：“您通常會在癌癥或正在發(fā)育的胚胎中看到這種情況。”

照顧好端粒

與《雙胞胎研究》的結(jié)論相似，貝利說，新發(fā)現(xiàn)對未來的太空旅行者在月球上建立基地或前往火星，甚至作為太空旅行者具有啟示意義。長期探索任務(wù)將涉及保護地球之外的更多時間和距離。

盡管在太空中更長的端?？雌饋硎羌檬?，甚至可能是“青春的泉源”，但這位科學(xué)家說，她懷疑故事的結(jié)局有所不同。

她說：“受到空間輻射誘導(dǎo)的DNA損傷(例如染色體倒置)的細胞的壽命延長或永生，是增加患癌風(fēng)險的良方。”

Bailey說，她和團隊在太空飛行期間和之后觀察到所有機組人員倒立的頻率增加。

Bailey說：“端粒確實反映了我們的生活方式，無論是在地球上還是地球外。” “我們的選擇確實會影響我們老化的速度或程度。重要的是要照顧好端粒。”