这项研究为长期太空飞行对健康的影响提供了新的见解
NASA的这项历史性双胞胎研究调查了同一名双胞胎宇航员斯科特(Scott)和马克·凯利(MarkKelly),并提供了有关太空时间对健康影响的新信息。科罗拉多州立大学教授苏珊·贝利(Susan Bailey)是来自12所大学的80多名科学家之一,她研究了教科书实验。马克在地球上停留,斯科特(Scott)在高空运行了近一年。这项巨大的努力是由NASA的人类研究计划(Human Research Program)协调的。
贝利继续她的美国宇航局的研究,现在和来自数十个学术、政府、航天和工业团体的200多名研究人员一起,于11月25日在五份CellPress杂志上发表了30篇科学论文。
贾雷德-卢克斯顿最近获得了CSU的细胞和分子生物学博士学位,他是其中两项研究的主要作者。他现在是科林斯堡美国农业部的数据科学家。
这项研究,包括一篇涵盖研究人员对太空飞行基本特征的理解的论文,代表了历史上关于空间生物学和宇航员健康影响的最大一组数据。
对贝利来说,这也是多年来与美国宇航局合作的一个里程碑,包括她在基础辐射研究方面的领导作用,以及被选为双子研究和涉及宇航员的平行研究项目的研究员的特权。在此期间,她实验室的几名研究生在她的指导下获得了博士学位。
贝利是端粒和辐射引起的dna损伤方面的专家,当双胞胎研究发表时,这一研究领域引起了全世界的广泛关注。在这项研究中,她和她的团队发现斯科特的白细胞端粒在太空中的持续时间更长,当他返回地球时,它又恢复到正常长度。
端粒是染色体末端的保护性"帽",随着年龄的增加而缩短。端粒长度的急剧变化可能意味着一个人有加速衰老的危险,或与年龄有关的疾病,如心血管疾病和癌症。
在最新的研究中,贝利、卢克顿、高级研究员林恩·泰勒(LynnTaylor)和他的团队对10名无关的宇航员进行了研究,其中包括CSU校友KjellLindgren博士,并将结果与凯利双胞胎的结果进行了比较。研究人员没有为所有机组人员采集血液和其他样本,但贝利说,他们在每个人的太空飞行之前和之后都有血样。
此次调查涉及宇航员,他们在低地球轨道的国际空间站上呆了大约六个月,该空间站受到保护,不受某些空间辐射的影响。尽管有这种保护,科学家们还是发现了DNA受损的证据,这可能是潜在健康影响的警告信号。
氧化应激新发现
在这些新发现中,研究小组发现,太空飞行过程中的慢性氧化应激导致了他们观察到的端粒的延长。他们还发现,宇航员在太空飞行后的端粒通常比以前更短。研究小组还观察到了个体反应上的差异。
为了进一步了解这些发现,贝利的团队还对地球上的极端环境珠穆朗玛峰进行了研究。非攀岩双胞胎的海拔较低,包括科罗拉多州的博尔德。值得注意的是,该小组发现了类似的证据,表明登山者体内氧化应激和端粒长度发生了变化。
威尔康奈尔大学(Will Cornell University)副教授、贝利大学(Bailey University)的合著者克里斯托弗·梅森(ChristopherMason)分析了珠穆朗玛峰登山者的基因表达。他发现,端粒长度依赖于端粒酶,其基础是一种已知会导致更长端粒的重组途径。
贝利说,当发生慢性氧化应激时,它会破坏端粒。
正常的血细胞正在死亡并试图生存,"她说,"它们正在适应新的环境。"一些细胞激活另一种途径来维持他们的端粒运转。这与某些肿瘤的发生类似。一些细胞是通过这个过程产生的。我们认为太空飞行也是如此。
这种机制被称为替代端粒延长,即ALT-,这是一个意外的发现,卢克顿说。
你通常会在癌症或胚胎发育中看到这种情况,"他说。