研究發現太空微重力環境加速人體老化

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【大紀元2021年12月08日訊】(大紀元記者李少維編譯報導)新研究發現在微重力環境下人體DNA複製的出錯率增加,導致宇航員在太空環境比在地面上老得快。

以前的研究已經證實,太空輻射對人體DNA傷害很大。這份研究發現,太空微重力的環境還會增加DNA複製的出錯率。

研究人員利用訓練宇航員的飛機——「嘔吐彗星」(vomit comet)觀察大腸桿菌(E. Coli)的複製情況。這種飛機爬升到一定高度後突然關掉引擎任其下落,沿著拋物線飛行,以模擬太空中失重的狀態,在20秒內可下降超過2英里。無法適應的人會產生嚴重的眩暈症狀。

主要研究者之一加拿大多倫多大學(University of Toronto)的亞倫‧羅森斯坦(Aaron Rosenstein)告訴「曾格新聞」(Zenger):「DNA聚合酶在DNA的複製過程中起到關鍵作用。可是,即使在理想的條件下它們不可避免地也會出錯。我們的研究顯示,大腸桿菌DNA聚合酶微重力環境下更容易出錯,而太空就是一個微重力的環境。」

其它研究已經顯示,在太空環境下,宇宙射線和來自太陽風的粒子會增加基因突變的幾率。這些輻射會導致單核苷酸的替換、交聯、倒位和缺失,從而增加癌變、發育中的胎兒和後代出現缺陷,以及組織退化和白內障這些問題的風險。

在此之前,科學家不知道微重力環境對人類DNA的複製過程會有怎樣的影響。如果DNA聚合酶的複製體準確度越來越低,DNA每次複製後出現突變的幾率也會增加,一樣會增加癌變的幾率。

這項研究進行的實驗第一次展示,大腸桿菌的DNA聚合酶在微重力環境下錯誤率更高。研究人員帶著一個半自動化小型實驗室,搭乘這種失重環境訓練飛機進行實驗,觀察長度為1000個核苷酸的DNA片段的單次複製情況。

這項實驗不僅包括失重、還包括超重的情況,飛機上有的時候重力達到地面環境上的兩倍。更重要的是,實驗員要在這樣的環境下操作這個小型實驗室。

研究人員總結說,太空輻射加上微重力環境下DNA複製不準確的雙重障礙,對將來去月球和火星的宇航員的身體健康帶來很大風險。研究建議,看來將來進行深空旅行很有必要在飛船上模擬重力的環境。

合作研究者加拿大女王大學(Queen’s University)的弗吉尼亞‧沃克(Virginia Walker)說:「我們已經證明DNA聚合酶在微重力環境下出錯更多,而這種DNA聚合酶和細胞的能量工廠——線粒體裡面的物質相似。(太空環境)對DNA的傷害,結合複製準確度的降低,會導致宇航員衰老過快。」

這份研究11月29日發表於《細胞和發育生物學前沿》(Frontiers in Cell and Developmental Biology)期刊。◇

責任編輯:葉紫微#

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