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NASA送实验鼠上天 动物体内微生物群能否适应太空

2018年07月02日 浏览量: 评论(0) 来源:网易科技 作者:网易科技 责任编辑:admin
摘要:7月2日消息,据国外媒体报道,美国航空航天局将10只实验鼠送往国际空间站,通过90天的观测实验并与生活在地球上的10只实验鼠进行对比,从而了解动物在太空环境中体内微生物群的变化情况。
图示:一项新的研究将帮助美国航空航天局了解如何在未来的火星任务中维持宇航员和其体内微生物群落的健康。
 
7月2日消息,据国外媒体报道,美国航空航天局将10只实验鼠送往国际空间站,通过90天的观测实验并与生活在地球上的10只实验鼠进行对比,从而了解动物在太空环境中体内微生物群的变化情况。
 
在太空中生活会让你的肠道细菌紊乱吗?20 只老鼠即将揭晓这一问题的答案。周五凌晨,SpaceX 从卡纳维拉尔角发射第 15 次补给任务,搭载近 6000 磅货物的“龙”号宇宙飞船送入轨道。其中大部分有效载荷是科学仪器和设备,以帮助空间站上的六名宇航员进行科学研究。
 
 
图示:关于此项实验的标志。
 
其中一项实验将包括对国际空间站以及地球上的 20 只老鼠进行穿刺、称重以及分析粪便成分,此外还会在老鼠睡觉时进行实时观测。
 
该研究旨在确定在太空中,在无菌太空船上的生活会如何改变动物的昼夜节律,是否会破坏动物体内健康的微生物群落。而这些啮齿动物也是研究的一部分,因为在美国国家航空航天局开始将人类送往火星之前,他们想知道长途旅行将如何对身体机能造成紊乱,包括体内所有的寄生细菌会如何反应。
 
其中的 10 只老鼠将在太空中度过 90 天 (在现代人的时间里大约是 9 年)。美国西北大学睡眠与昼夜生理研究中心副主任、研究项目负责人之一的玛莎·维塔特纳(Martha Vitaterna) 说:“我试图了解当微重力干扰睡眠和唤醒周期时发生的一连串事件。”微生物会产生人类和老鼠不能产生的各种基本分子,而维塔特纳和她的同事们希望了解这些化学信号的变化是否会影响宿主抵御诸如睡眠缺失之类问题的能力,从而给身体新陈代谢和免疫系统造成紊乱。
 
 
图示:美国国家航空航天局为啮齿动物准备的栖息地模块
 
她的研究小组将两种不同的老鼠送入太空,一种是在零重力条件下能够正常打盹的老鼠,另一种是在模拟实验中睡得很浅的老鼠。由于基因层面的影响,睡眠质量差的老鼠不能产生褪黑素。
 
这两种老鼠在地球上的同胞将被安置在美国国家航空航天局的一个研究设施内,它们的栖息地与国际空间站上的一样——一个密封的金属盒子,带有气锁舷窗和花粉空气过滤系统。他们将被置于完全相同的环境中,气体成分、温度、模拟昼夜灯光等所有环境都一模一样。但地面上的实验环境要比国际空间站推迟三天。国际空间站存储的环境数据流将告诉地面上的科学家如何复制空间站实验室每分钟的情况。
 
 
图示:啮齿动物研究硬件系统包括三个模块:(左)栖息地、(中)运输器和 (右) 动物进入单元。
 
这个项目类似于美国航空航天局的太空年研究,宇航员斯科特·凯利 (Scott Kelly) 曾在国际空间站上进行了 340 天的密集观测,而他的同卵双胞胎兄弟马克 (Mark)(一位退休的美国航空航天局宇航员) 在地球上也经历了同样的步骤。西北大学当时也是来自全国各地的 10 个研究小组之一,这些机构联合起来研究太空是如何改变斯科特的身体的。
 
维塔特纳的研究小组发现,零重力生活改变了斯科特·凯利胃肠道中两种主要细菌之间的平衡,但当他回到地球后,一切都恢复正常了。为了保护宇航员不受危险病原体的侵害,宇宙飞船必须保持极其清洁,科学家们一直在想,细菌的缺乏是否会使生物群落的多样性难以得到补充。但总的来说,科学家们感到惊讶的是,他在太空的一年里肠道微生物的整体多样性变化是如此之小。
 
 
图示:美国国家航空航天局宇航员巴里·“布奇”·威尔莫(Barry "Butch" Wilmore)在国际空间站通过微重力科学手套箱里安装啮齿动物 Reseach1 实验硬件。
 
为了继续深入了解这一点,美国航空航天局目前正在进行的一项规模更大的研究——宇航员微生物群项目——旨在追踪宇航员在执行任务之前、期间和之后身体上的细菌群落。早在 2013 年,美国宇航局就开始收集宇航员的血液、唾液和拭子 (来自额头、腋窝,是的,还有臀部),并于今年 2 月份进行了最后一轮收集。而相应的研究结果将提供迄今为止关于太空如何影响人体细菌的最佳观察,包括对人体新陈代谢和免疫功能的影响。
 
你可以对宇航员进行观测,但却不能直接解剖他们。而对于实验中的啮齿类动物却并非如此。在这次旅行之后,科学家们将深入研究不同的器官,如肝脏和脾脏,以更好地了解炎症、代谢改变和微生物群变化之间的任何联系。所有这些信息对设计火星任务、保证宇航员正常的身体机能至关重要。
 
 
如果一切按计划进行,这些老鼠于 7 月 2 日 (周一) 抵达空间站,与此同时,还将有一个咧嘴微笑的同伴机器人和特殊的微型水族馆,后者实际上就是在零重力环境中生长的微观化学园。更多的科学研究将国际空间站上开展起来。
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