未来500年:迈向太空的生命工程之旅
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宇航员的基因损伤

我们首先研究了辐射的影响。辐射会破坏DNA、细胞、蛋白质及细胞内所有调节机制。银河宇宙射线(GCR)和太阳高能粒子(SEP)大约以光速飞行,GCR来自太阳系外的恒星,而SEP来自太阳本身,两者都是穿过斯科特身体的辐射源。这些微粒像微观子弹那样穿过人体,留下损害痕迹。GCR和SEP是高能粒子,通常由质子、氦和高能离子(HZE粒子,代表高[H]、质子/原子数[Z]和能量[E]的集合)构成。

在1969年至1970年,研究人员首次观察到宇航员所受到的这种伤害,当时尼尔·阿姆斯特朗(Neil Armstrong)在登月过程中在脚踝处贴了一块箔纸。在该箔纸上,可以看到HZE的粒子条纹导致传感器移位,像某个醉鬼在高能蚀刻图上刻出的鬼画符,或者像原子核加速器记录的原子相互碰撞的痕迹。只不过,在这种情况下,加速器发射的是HZE高能粒子。不幸之处在于,这个实验的对象是真正的人体。

通常,这些HZE粒子在白天难以发觉,它们可能会在意想不到的地方被发现。到了夜晚,当位于国际空间站的斯科特打算闭上眼睛睡觉时,他可以看到闪亮的条纹,仿佛眼皮后有流星划过。这些神奇的光,实际上是HZE粒子正在轰击他的视网膜细胞并穿过他的眼睛,产生的美丽但可怕的细胞损伤灯光秀。

基于这个报告,我们想知道在这么长时间的任务之后,将会在斯科特体内发现什么。最终,我们有几个意外发现。我们猜测,他的端粒可能会因辐射和太空飞行的压力而破裂并收缩。端粒是人类染色体的末端,通常会随着年龄增长而收缩,其长度的变化也与饮食和压力相关。随着端粒的消失,染色体会变得不稳定,这将加速正常分子的衰老进程。苏珊·贝利(Susan Bailey)博士主导了该研究,为检验这个问题,我们将我们实验室的部分DNA样本送到她的实验室,而她也给我们送来了一些样本,用于核验结果的准确性。