微重力发现引起人类基因表达节律的显著变化

英国萨里大学的研究发现，模拟微重力效应（通过60天持续卧床休息）严重扰乱了人类基因表达的节律。这一研究结果于iScience杂志上发表。太空飞行员在微重力环境中会经历生理变化，包括免疫抑制、炎症增加以及肌肉质量和骨密度降低。随着人类太空飞行的增加，了解这些变化背后的分子机制就显得尤为重要。

该研究的主要作者、萨里大学睡眠分子生物学教授西蒙·阿彻表示：“这项独特的研究是迄今为止收集的人类基因表达时间序列数据中最大的一个。人类基因表达在24小时内呈现出节律性变化，收集时间序列数据比单个时间点的数据更为重要，可以全面了解人体在模拟微重力环境中发生的情况。”

在由欧洲航天局在图卢兹的MEDES太空诊所协调进行的研究中，20名男性参与者完成了为期90天的实验方案，包括两周基线期，60天以-6度头向下倾斜的持续卧床休息以模拟宇航员在太空中经历的微重力效应，最后进行两周恢复期。

研究团队在基线期的两天、卧床期的三天和恢复期的一天内分析了基因表达。结果显示，实验方案影响了91%的基因表达，对节律基因的数量、时机和幅度造成严重扰乱，这些基因的mRNA每24小时会发生变化。

受到扰乱的基因表达与蛋白翻译、免疫和炎症过程以及肌肉功能减弱相关。在恢复期间，肌肉功能的扰乱得以修复；然而，蛋白翻译方面还存在持久的影响。

研究的资深作者、萨里大学睡眠与生理学教授、萨里睡眠研究中心主任德克-扬·迪克表示：“过去人们认为太空旅行是不可实现的，但如今太空产业的发展使得这变成了现实可能。我们对微重力对人体的影响了解甚少，因此在开始在太空‘度假’之前，了解更多信息尤为重要。”

萨里大学太空工程教授、萨里空间中心主任基思·赖登教授表示：“人类太空飞行再次成为议程上的热门话题，随着NASA的‘阿尔忒弥斯’计划和太空旅游的增长，宇航员即将重返月球。此外，英国太空总署（UKSA）的‘轴心’计划为2025年一名英国宇航员前往国际空间站铺平了道路。”

文章指出，萨里大学作为一个备受推崇的太空研究机构，在这项新的研究中为如何更好地管理太空环境对太空旅行者的影响并确保他们的安全奠定了基础。