从2015年3月27日到2016年3月1日,斯科特·凯利在国际空间站生活了340天之久,而马克则留在地球上。来自美国12所不同大学的科学家们同时观察这对兄弟的生活,并在全程中提取兄弟俩的血样进行分析研究。这项特殊的研究,以及斯科特和俄罗斯宇航员米哈伊尔·科尔尼延科(Mikhail Kornienko)在空间站执行的为期一年的任务已得到初步结果,并于2017年1月23日的 NASA 人类研究项目年度研讨会上发布。
这些结果为科学家们展望未来长期的火星任务打开了新思路。
太空归来,身体发生了哪些变化?
10组研究人员正从多方面比较凯利兄弟的健康状况,如免疫反应、骨形成、肠道菌群,以及太空生活对 DNA 造成的影响等。
参与该计划的双胞胎航天员凯利兄弟。图片来源:NASA
在基因组层面,他们正试图确认在太空中飞行期间,斯科特体内的“太空基因”(space gene)是否被激活。通过对双胞胎体内白细胞的 DNA 和 RNA 进行测序,研究人员发现,与常人相比,斯科特和马克体内均有几百处变异,超过200,000个 RNA 分子表现出不同。
在太空飞行期间,斯科特体内的 DNA 化学修饰程度降低,回到地球后马上恢复正常。对比实验进行到一半时,马克体内的 DNA 化学修饰程度也出现了变动,但最终恢复正常。研究人员认为,这表明无论是在太空还是地球,基因对环境的变化十分敏感。
通过对比双胞胎体内白细胞内端粒(染色体两臂末端由特定的 DNA 重复序列构成的结构,使正常的染色体端部间不发生融合)的衰减速率,研究人员有了惊奇的发现:在太空期间,斯科特体内的端粒增长了。当他回到地球时,端粒又再次缩短。