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據(jù)美國《新聞周刊》12月5日報(bào)道，人們早就知道，暴露于輻射之中會破壞脫氧核糖核酸（DNA），但一項(xiàng)新的研究發(fā)現(xiàn)，宇航員面臨一個額外風(fēng)險(xiǎn)：DNA的復(fù)制在失重狀態(tài)下更容易出錯。
科學(xué)家測試了酶在失重狀態(tài)——飛機(jī)以拋物線飛行模式自由落體時產(chǎn)生的無重力狀態(tài)——下，是否能準(zhǔn)確復(fù)制細(xì)胞中的DNA。當(dāng)所謂的“嘔吐彗星”飛機(jī)（美國國家航空航天局對零重力飛機(jī)的昵稱——譯者注）在20秒內(nèi)下降超過兩英里（約合3.2公里）時，近乎失重的狀態(tài)復(fù)制了太空中的條件。DNA在太空中準(zhǔn)確復(fù)制對宇航員和未來太空旅行至關(guān)重要。
這項(xiàng)發(fā)表在《細(xì)胞與發(fā)育生物學(xué)前沿》雜志上的研究報(bào)告通訊作者、多倫多大學(xué)的阿龍·羅森斯坦說：“所謂的DNA聚合酶是復(fù)制和修復(fù)DNA的重要酶。它們肯定不完美：即使在最佳條件下，它們有時也會犯錯。這里我們發(fā)現(xiàn)，從大腸桿菌中提取的DNA聚合酶在失重狀態(tài)下更加容易出錯，比如在太空中出現(xiàn)的情況。”
報(bào)道稱，科學(xué)家已經(jīng)意識到，當(dāng)暴露于宇宙射線和太陽粒子時，DNA出現(xiàn)變異的概率更高。太空輻射會導(dǎo)致單核苷酸替換、交聯(lián)、倒位和缺失，從而增加患癌癥、正在發(fā)育的胎兒和未來后代出現(xiàn)基因缺陷以及組織和白內(nèi)障退化的風(fēng)險(xiǎn)。
報(bào)道還稱，直到現(xiàn)在，人們還不知道人類DNA的復(fù)制是否會受到失重狀態(tài)影響。如果DNA聚合酶副本不那么精確，那么DNA每次復(fù)制時高變異率就會增加，從而導(dǎo)致癌癥發(fā)病率上升。2020年，羅馬第二大學(xué)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，暴露在宇宙輻射下會損傷細(xì)胞，導(dǎo)致通常與衰老有關(guān)的疾病發(fā)生。
報(bào)道介紹，這項(xiàng)新研究的作者首次證明，在失重狀態(tài)下，大腸桿菌中DNA聚合酶的錯誤率在失重狀態(tài)下更高。他們利用半自動微型實(shí)驗(yàn)室，在模擬太空飛行條件下，觀察噴氣式飛機(jī)拋物線飛行過程中一段長為1000個核甘酸的DNA碎片的一輪復(fù)制過程。
報(bào)道指出，在從失重到超重力——也就是地球表面重力的兩倍——的飛行條件下，科學(xué)家在使用他們的微型實(shí)驗(yàn)室時面臨挑戰(zhàn)。
研究報(bào)告的作者們得出結(jié)論說，宇宙輻射和失重狀態(tài)下DNA的不準(zhǔn)確復(fù)制在未來的月球和火星任務(wù)中對宇航員的健康構(gòu)成雙重威脅。這項(xiàng)研究強(qiáng)調(diào)，未來宇宙飛船需要創(chuàng)造人造重力，以防止航天員在太空深處可能受到負(fù)面的健康影響。
研究報(bào)告的作者之一、加拿大金斯頓女王大學(xué)的弗吉尼亞·沃克說：“我們已經(jīng)證明，DNA聚合酶（與線粒體——細(xì)胞的動力源——中發(fā)現(xiàn)的聚合酶類似）會在失重狀態(tài)下犯更多錯誤。損傷更大、復(fù)制準(zhǔn)確度降低的綜合效應(yīng)可能導(dǎo)致宇航員過早衰老。”（來源：參考消息）
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