研究发现太空微重力环境加速人体老化

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【大纪元2021年12月08日讯】(大纪元记者李少维编译报导)新研究发现在微重力环境下人体DNA复制的出错率增加,导致宇航员在太空环境比在地面上老得快。

以前的研究已经证实,太空辐射对人体DNA伤害很大。这份研究发现,太空微重力的环境还会增加DNA复制的出错率。

研究人员利用训练宇航员的飞机——“呕吐彗星”(vomit comet)观察大肠杆菌(E. Coli)的复制情况。这种飞机爬升到一定高度后突然关掉引擎任其下落,沿着抛物线飞行,以模拟太空中失重的状态,在20秒内可下降超过2英里。无法适应的人会产生严重的眩晕症状。

主要研究者之一加拿大多伦多大学(University of Toronto)的亚伦‧罗森斯坦(Aaron Rosenstein)告诉“曾格新闻”(Zenger):“DNA聚合酶在DNA的复制过程中起到关键作用。可是,即使在理想的条件下它们不可避免地也会出错。我们的研究显示,大肠杆菌DNA聚合酶微重力环境下更容易出错,而太空就是一个微重力的环境。”

其它研究已经显示,在太空环境下,宇宙射线和来自太阳风的粒子会增加基因突变的几率。这些辐射会导致单核苷酸的替换、交联、倒位和缺失,从而增加癌变、发育中的胎儿和后代出现缺陷,以及组织退化和白内障这些问题的风险。

在此之前,科学家不知道微重力环境对人类DNA的复制过程会有怎样的影响。如果DNA聚合酶的复制体准确度越来越低,DNA每次复制后出现突变的几率也会增加,一样会增加癌变的几率。

这项研究进行的实验第一次展示,大肠杆菌的DNA聚合酶在微重力环境下错误率更高。研究人员带着一个半自动化小型实验室,搭乘这种失重环境训练飞机进行实验,观察长度为1000个核苷酸的DNA片段的单次复制情况。

这项实验不仅包括失重、还包括超重的情况,飞机上有的时候重力达到地面环境上的两倍。更重要的是,实验员要在这样的环境下操作这个小型实验室。

研究人员总结说,太空辐射加上微重力环境下DNA复制不准确的双重障碍,对将来去月球和火星的宇航员的身体健康带来很大风险。研究建议,看来将来进行深空旅行很有必要在飞船上模拟重力的环境。

合作研究者加拿大女王大学(Queen’s University)的弗吉尼亚‧沃克(Virginia Walker)说:“我们已经证明DNA聚合酶在微重力环境下出错更多,而这种DNA聚合酶和细胞的能量工厂——线粒体里面的物质相似。(太空环境)对DNA的伤害,结合复制准确度的降低,会导致宇航员衰老过快。”

这份研究11月29日发表于《细胞和发育生物学前沿》(Frontiers in Cell and Developmental Biology)期刊。◇

责任编辑:叶紫微#

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