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    這個中學(xué)生,要解開宇航員健康之謎

    2018-03-01 19:26:06王馨立
    讀者·校園版 2018年6期
    關(guān)鍵詞:皮克索菲婭宇航員

    王馨立

    安娜·索菲婭是個相當聰明的姑娘,她4歲時就想遨游太空,現(xiàn)在她已17歲,正大步跨向兒時的夢想。

    2017年,美國有300多名中學(xué)生破天荒地參加了一個把基因項目送進太空的競賽,只有安娜·索菲亞的項目被選中。這個科學(xué)項目是為了更好地了解宇航員是如何保持他們的健康的。

    2017年4月,美國航空航天局讓安娜·索菲婭的研究項目搭乘獵鷹號火箭飛往國際空間站。幾天后,宇航員在國際空間站上開展了這個實驗。實驗最終可以幫助科學(xué)家了解更多關(guān)于太空旅行如何影響人類身體的信息。

    太空生活影響宇航員健康

    在太空,宇航員要體驗微重力即失重狀態(tài),由于失去了地球大氣層的保護,他們還要暴露在輻射環(huán)境中,同時還得忍受更大的心理壓力,這些都可能影響宇航員的健康。一直以來,美國航空航天局對宇航員在太空的身體狀況及心理壓力極為關(guān)心,并不斷進行測試。有兩個美國宇航員是雙胞胎兄弟,哥哥名叫馬克,現(xiàn)已退休,弟弟斯科特在太空待了近一年??蒲腥藛T對他們兄弟倆進行了測試,結(jié)果發(fā)現(xiàn):弟弟返回地球后,身體被拉長大約5厘米,肌肉萎縮,皮膚變得易過敏。雖然兩人的基因幾乎完全相同,但經(jīng)歷了太空生活后,弟弟的身體狀況發(fā)生了很大的改變。

    安娜·索菲婭說,在她很小的時候,就知道宇航員在太空生活時要比地球上更容易生病,因為他們的免疫系統(tǒng)弱化了。因此,她開始學(xué)習有關(guān)太空和人類身體方面的知識。除了生物學(xué)方面的知識,她還跟著老師學(xué)習科學(xué)期刊中的相關(guān)研究文章。通過這些學(xué)習,安娜·索菲婭知道,人類與其他生物的DNA分子攜帶有遺傳信息,而太空飛行會導(dǎo)致人的DNA發(fā)生變化。在研究中她還發(fā)現(xiàn),環(huán)境也會影響人的健康,其途徑是通過微妙的DNA核外遺傳來改變。這些變化來自飲食、有毒物質(zhì)和其他因素,它們會影響人體的許多功能,其中包括免疫系統(tǒng)的功能。

    地球與太空同步的實驗

    基因研究項目要順利開展,需要使用一種新的器械——微型的PCR機,該裝置能把DNA復(fù)制成數(shù)以百萬計的微小模塊,以此來幫助科學(xué)家進行研究。

    安娜·索菲婭在得知微型PCR可以監(jiān)測核外遺傳的變化后想出了一個點子。她與指導(dǎo)老師、麻省理工學(xué)院生物學(xué)研究生霍利·克利斯坦森一起,研發(fā)出兩個相同的程序來進行操作,一個在地球上,一個在國際空間站。這樣做的目的是,看微型PCR機是否在太空也能像在地球上一樣工作,因為此前這個機器從未被用于太空。

    基因研究項目被選中后,安娜從斑馬魚魚苗體內(nèi)提取出DNA樣本,然后復(fù)制了另一套相同的樣本,一套隨微型PCR機一起發(fā)送到太空,另一套利用PCR機在地球上進行研究,這樣就可以不間斷地比較兩項實驗的結(jié)果。借助斑馬魚魚苗的DNA,研究者可以通過核外遺傳的變化,尋找到標記物,以它作為標準或者參照,驗證微型PCR機在太空工作是否與在地球上工作一致。

    2017年4月,部分實驗品搭載火箭從肯尼迪航天中心發(fā)射升空送往國際空間站,安娜作為代表出席了發(fā)射新聞發(fā)布會,在觀看火箭發(fā)射時,她感嘆道:“簡直難以相信正在發(fā)生的一切!”

    實驗品到達國際空間站后,英國宇航員蒂娜·皮克把微型PCR機打開,這是人類第一次在太空做復(fù)制DNA的研究,而且在地球上,相同的實驗同時進行。一個月后,皮克安全降落在太平洋,把樣品帶回地球。安娜通過國際空間站的視頻信號,對皮克做出的貢獻表示由衷的感謝。

    安娜取回來自太空的樣品,立即與地球上的實驗結(jié)果進行分析和比較,結(jié)果與她所預(yù)計的完全一致,這也證實微型PCR機在太空能夠正常運轉(zhuǎn)。安娜認為:“這個實驗說明,我們現(xiàn)在可以利用它來探索宇航員在太空的DNA變化以及可能會影響他們健康的因素了。”endprint

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