你有没有想过，当人体长时间悬浮在太空时会发生什么?仅根据好莱坞的电影制作，在银河系航行的男男女女在返回地球时似乎总是很好，但在现实中宇航员真的那么幸运吗?美国国家航空和宇宙航行局(NASA)的任务就是找出答案，结果可能会让你大吃一惊。
在刚刚发表于2019年4月12日的《科学》杂志上的一项具有里程碑意义的新DNA研究中，来自约翰霍普金斯大学、斯坦福大学和其他机构的研究人员揭示，宇航员斯科特凯利在太空呆了一年之后，他的表观基因组(也就是DNA的化学变化记录)与他的孪生兄弟、亚利桑那州参议员候选人马克凯利的表观基因组相比，并没有经历重大的长期差异。凯利一直生活在地球上。(马克是前国会女议员加贝·吉福德斯的丈夫，吉福德斯在亚利桑那州卡萨斯·阿多贝斯的户外制宪会议上被近距离射杀。)
尽管这项研究背后的科学家表示，他们的研究结果的含意尚不完全清楚，但对太空宇航员基因组的进一步研究似乎有助于预测他们可能面临哪些独特的健康问题。
美国国家航空航天局(NASA)总部首席健康和医疗官J.D.波尔克在一份声明中说，“对双胞胎的研究是朝着理解表观遗传学和人类航天飞行中的基因表达迈出的重要一步。”“随着美国国家航空航天局(NASA)前往月球和火星，这有助于了解个性化医疗的必要性，以及它在深太空探索中保持宇航员健康方面的作用。”
太空中的身体
把你的身体放在太空是这样的:它会让你暴露在有害的紫外线、辐射、有限的食物和锻炼、较低的重力、睡眠周期被打乱以及其他未知数量的潜在危险之中。虽然科学家们花了几十年的时间研究太空旅行对宇航员的影响，但这些男性和女性中的大多数人执行的任务最多只有6个月。为了去某个地方旅行，比如火星，任务需要更长时间，科学家们表示，了解这些超长任务对人体的影响至关重要。
“这是人类基因组学在太空的曙光，”安德鲁·范伯格医学博士说布隆伯格是约翰霍普金斯大学医学、生物医学工程和心理健康方面的杰出教授。“我们开发了进行这类人类基因组研究的方法，我们应该做更多的研究来得出关于人类在太空中会发生什么的结论。”
当科学家们谈论表观遗传变化时，他们指的是化学DNA的调整。这些微小的改变可能通过影响基因表达的方式对一个人的健康产生重大影响，但它们不会影响基因编码本身。当表观遗传变化发生在错误的时间或地点，进而导致某些基因在不合适的时间和地点开启或关闭时，潜在的问题就会出现。
这项新研究的一个主要优势是，它研究的是天生具有相同遗传物质的同卵双胞胎。但是，尽管这些研究对象提供了一个罕见而独特的视角，让我们得以窥见太空中长期基因变化的可能性，但研究人员很快承认，样本量太小意味着必须进行更多的测试。“由于我们的研究中只有两个人，我们不能说这些变化是由于太空旅行本身，”范伯格说。“我们需要对宇航员进行更多的研究才能得出这样的结论。”
双胞胎研究方法
这项研究的方法包括在斯科特为期一年的太空任务之前、期间和之后的27个月里，在不同的时间点收集凯利双胞胎的血样、生理数据和认知测量数据。如果你想知道斯科特的样本究竟是如何从太空到达科学家手中的，它们是通过火箭运送的(是的，说真的)。
未来，科学家们希望在国际空间站上处理和储存样本，但为了这项研究的目的，样本在48小时内被火箭送回地球进行处理。然后，范伯格和他的团队检查了兄弟俩的基因组，寻找表观遗传变化，特别关注两种类型的白细胞，并研究了一种叫做甲基化的过程，这种过程是在DNA中加入甲基群的化学变化时发生的。
总的来说，斯科特身上的表观遗传变化和他的双胞胎一样多。最大的不同是在斯科特太空任务的九个月后，他的79%的DNA被甲基化(当甲基加入DNA时)，而马克的DNA只有83%。甲基化的位置在两个人身上是不同的;斯科特的甲基化出现在免疫系统反应的基因附近，研究人员认为这与发现斯科特增加了与炎症相关的标志物的其他数据有关。
“令人鼓舞的是，无论是马克还是斯科特，表观基因组都没有受到大规模破坏，”哈德森阿尔法生物技术研究所前博士后、现任高级科学家林赛·里扎尔迪在一份声明中说。“然而，只有两个人参与了这项研究，我们对太空旅行对基因组影响的结论有限。但这些发现给我们提供了线索，在未来对宇航员的研究中，我们应该更仔细地研究什么。”
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