NASA双胞胎研究在珠峰上复制

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双胞胎马克(左)和斯科特·凯利。科学家们设计了一个类似的实验,让双胞胎在珠穆朗玛峰上进行实验,以确定斯科特基因表达的变化是由于空间还是压力造成的。彼得·克雷默/NBC/NBC新闻专线/盖蒂图片社

你可能还记得NASA双胞胎研究在该研究中,10个不同的研究团队研究了宇航员斯科特·凯利,他于2015年和2016年在国际空间站呆了一年,并将他与留在地球上的同卵双胞胎宇航员马克·凯利进行了比较。

这项研究的一部分包括研究和比较双胞胎的DNA大西洋月刊的文章许多新闻媒体误解了结果,错误地报道说斯科特·凯利的DNA因他在太空中的时间而发生了重大改变,这引起了轰动。在现实中,就像这样NASA媒体发布斯科特·凯利的DNA并没有根本改变。但研究人员确实观察到了基因表达的变化,即基因对环境的反应。18新利最新登入

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斯科特回到地球后,大部分基因表达恢复正常,但有7%的基因表达没有恢复。正如美国宇航局发布的新闻稿所指出的那样,7%的差异表明凯利的免疫系统、DNA修复和骨形成网络相关基因可能发生了长期变化。这些变化也可能影响凯利的基因对18新利最新登入缺氧,或缺氧,以及血碳酸过多症即血液中有太多二氧化碳的情况。(后者在国际空间站上是一个潜在的问题,在那里,就像这个2012年的研究注意到,在地球上,环境中的二氧化碳含量高于正常大气条件,宇航员经常报告头痛和嗜睡等症状。)

空间还是压力?

但是,斯科特·凯利基因表达的变化是在太空中引发的,还是仅仅是极度紧张的环境造成的?回答这个问题的一种方法是研究高海拔地区的登山者,那里稀薄的大气和低温会造成压力,并将他们与双胞胎他们仍然在较低的海拔。

克里斯托弗·梅森他是纽约市威尔康奈尔医学院的副教授美国国家航空航天局威利·贝内加斯(Willie Benegas)和马特·莫尼兹(Matt Moniz)是两名登山者,他们计划在5月份登上珠穆朗玛峰的顶峰。据记载科学杂志在美国,两名登山者都有双胞胎留在较低海拔——贝内加斯是同卵双胞胎,莫尼兹是异卵双胞胎——作为比较。(同卵双胞胎拥有100%相同的基因,而异卵双胞胎拥有50%密歇根州立大学双胞胎登记处.)

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前提是一切按计划进行。杂志网站外报道5月11日,尼泊尔的一个监管问题可能会影响攀登。18新利最新登入然而,贝内加斯在5月14日的一封电子邮件中表示,攀登仍在进行中,两名登山者的目标是5月20日登顶。

但已经有科学证据表明,冒险进入地球的高海拔地区可以改变基因表达。扎克Cheviron他是蒙大拿大学的助理教授研究关于海拔高度对鹿鼠.这种小生物有着北美哺乳动物中最极端的海拔范围,从死亡谷的海平面以下到海拔超过14000英尺(4300米)的山坡。

没有参与珠峰研究的Cheviron说,低地鹿鼠在模拟的高海拔环境中,会经历影响肌肉结构的基因表达变化。这种表达的变化将导致他们发展出更多的慢肌纤维,氧化肌纤维,并生长出更多的血管。这些变化是一种适应反应,使小鼠能够应对山上的环境,在那里,空气更稀薄,为肌肉组织提供所需的氧气更具挑战性。

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变化模仿进化——在某种程度上

基因表达是生理学的延伸,基因上调或下调,因为它能提高在这些条件下的生存能力,Cheviron解释道。他说:“对于某些特征,由基因表达驱动的可塑性似乎模仿了由进化驱动的适应性。”

但Cheviron强调,这只是在一定程度上是正确的。出生在山上的鹿鼠是在高海拔地区进化的前几代小鼠的后代,它们有一种突变,使它们能够表达那些影响肌肉纤维和血管的基因,其水平比低地小鼠高得多。

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“如果你把一个低地人暴露在高海拔地区,他们的基因就会表达出更多的血管,”Cheviron说。“但他们不会像高地人那么多。”

低地居民在高海拔地区进行的基因表达适应也不一定都是好的。因为这2014年科学杂志文章在细节上,许多生活在高海拔地区的藏族人遗传了基因,使他们的身体能够更有效地利用氧气,而没有大量的血红蛋白红细胞。当一个低地人冒险进入同样的高地时,他或她的身体会试图制造更多的红细胞来应对——这种变化会使血液变稠,使人更容易发生血栓和中风。

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