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Nature子刊:史无前例的尖端生物学研究

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三月二十八日,美国航天局(NASA)的宇航员Scott Kelly将出发前往国际空间站执行为期一年的任务。他肩负着一项史无前例的使命,揭示人类太空旅行会引起什么样的生物学改变。


研究者们将收集基因组、分子、生理等方面的数据,将Scott与其呆在地球上的同卵双胞胎兄弟(退役宇航员Mark Kelly)进行比较。这两兄弟之间的差异将揭示人体如何应对宇宙中的极端环境。


“这是一个全新的领域,我们完全无法预测会发生什么,” NASA约翰逊航天中心的人体研究项目负责人Craig Kundrot说。


不过,这项研究的结果也许永远也不能公开。Kelly兄弟接受了全基因组测序,如果他们有不想公开的敏感医学信息(比如说对特定疾病的敏感性),研究的结果就不能发表。


宇宙的影响


这是首次在遗传学完全相同的人中研究宇宙辐射和零重力环境的影响。“虽然只有一对双胞胎,但我们会在飞行前、中、后进行多次检测,”科罗拉多州立大学的辐射生物学家Susan Bailey说。“最终我们将获得足够的数据,得出具有统计意义的结论。”


双胞胎研究专家,挪威公共卫生研究院的Jennifer Harris指出,“检测太空中人体基因的启动情况,研究者可以更好的理解生理学改变背后的遗传学通路”。这些数据可以帮助人们更好的理解衰老或疾病问题。如果结果能够发表的话,这项双胞胎研究将为人们提供无比珍贵的信息。


NASA和俄罗斯航天局Roscosmos一直在研究人体对太空旅行的适应情况,而这项双胞胎研究是首次踏入现代基因组学的范畴。Kelly兄弟不仅要接受全基因组测序,科学家们还会检测基因表达、基因标志物、染色体缩短和其他与健康和衰老有关的详细指标。


“这项研究将是最全面的人类分子图谱分析,”Weill Cornell医学院的遗传学家Christopher Mason说,“而且还是在双胞胎中进行的。”


双生子佯谬


假设双胞胎中的一位坐宇宙飞船进行了一次太空旅行,那么他回来之后与留在地球上的兄弟相比谁比较年轻?这就是著名的“孪生子佯谬”。


现在Kelly兄弟已经提交了包括血液、唾液、尿液和粪便在内的样本,而且会在Scott太空飞行和返回地球后定期提交。他们的全基因组信息只提供给十位主要研究者,而且未经同意不能发表。


这项研究中差不多一半的实验室是航天史上从未做过的,比如说肠道微生物研究。双胞胎之间的肠道微生物群是很类似的,Kelly兄弟之间出现的差异将主要受环境影响。Bailey的研究团队将检测Kelly兄弟的端粒,这种染色体末端结构会随着年龄增涨而逐渐缩短。Bailey认为,Scott在宇宙中呆一年后端粒将会比Mark短,理解其中的原因将有助于更好的理解人类衰老。Mason将会分析Kelly兄弟DNA和RNA上的化学标签(甲基化),“我从未像现在这样兴奋过”他说。


原文链接:Astronaut twins study raises questions about genetic privacy


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