人类基因组或能抵御短期微重力影响

人类基因组或许比以往认为的更能适应短期微重力环境。据最新一期《科学进展》杂志报道,美国纽约大学研究人员通过模拟微重力开展实验发现,经过24小时暴露后,人体细胞核内的基因组仍保持正常的组织结构和运动状态,也未出现DNA损伤。这一发现有助于科学家认识引力与基因组之间的关系,也为了解长期太空旅行对人体的影响提供了实验依据。

人类细胞的染色质(绿色)和微管(品红色)经荧光标记后,在流动环境下暴露24小时后呈拉长状。

人类基因组的结构十分复杂。约2米长的DNA分子被紧密压缩在直径仅约10微米的细胞核中,形成复杂的三维结构。这种结构与基因组功能密切相关,但引力是否参与维持这种精密结构,目前仍不清楚。

此次团队设计了一套装置,在地面模拟微重力环境。装有活细胞的培养皿沿两个相互独立的轴旋转,通过特定的三维运动轨迹降低细胞受到的重力影响。由于旋转还会造成液体流动,团队进一步改进旋转算法,尽量减少这种干扰,并设置液体流动和正常环境作为对照。

24小时后,团队利用成像技术观察细胞及细胞核的变化,并重点分析基因组的组织结构、运动状态以及DNA是否受损。结果显示,模拟微重力会使细胞核体积增大,但细胞整体形状基本不变,核膜的厚度和结构仍保持稳定。

基因组则表现出更强的稳定性,组织结构和运动状态没有明显变化,也没有发现DNA损伤。相比之下,液体流动会使细胞变得更加细长,并造成DNA损伤。此外,模拟微重力和液体流动都会使细胞核内的核仁变得更加平滑。

团队表示,在模拟微重力下暴露一天只引起较为细微的变化。不过,如果暴露时间延长,这些变化可能逐渐累积并影响细胞功能。

本文采编:CY
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