研究發現太空微重力環境加速人體老化

在月球上行走的宇航員及遠處地平線上升起的地球。(Shutterstock)

【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，大腸桿菌的DNA聚合酶在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