太空旅行的意外反应
与我们预期的结果相反，在太空中，斯科特的端粒变长了，这是一个很奇怪的现象。然后，我们对贝利实验室和我们自己的实验室的两个DNA样本集进行了三重检查，结果证实端粒确实延长了。这个现象在一种免疫T细胞中表现得最为明显（主要是CD4+T细胞，尽管在CD8+T细胞中也发现了证据），而在B细胞（CD19+细胞）中，端粒延长的证据很少。总体而言，经过对多个样品的复制、提取，以及诸如FISH、PCR和纳米孔方法的检测，都证实了这些结果是正确无误的。
但接下来的问题是，这个现象是如何出现的，为什么会出现？为了弄清楚这一点，我们查看了收集到的其他数据。数据显示，体重减轻与端粒维持相关，在太空飞行的严酷条件下，斯科特的体重在执行任务期间确实下降了约7%，他坚持日常锻炼、食用有营养的食品，并且不摄入酒精。在某些方面，他在太空中的生活比在地球上健康得多。此外，叶酸代谢也与端粒的维持有关，斯科特血液中的叶酸水平在飞行过程中也升高了，这揭示出了另一种可能性。在执行任务期间，飞行速度接近光速，他的身高增加了大约5厘米。
我们第一次报告这些结果时，一些人绷不住地嚷嚷：“在太空会返老还童吗？去了太空还能增高和逆生长？”
也许吧。
首先，我们必须排除所有变量，并考虑斯科特的身体中还发生了什么变化。斯科特以接近光速的速度旅行，平均速度为每秒7.68千米，因此相关的计算要用到爱因斯坦相对论和时间膨胀效应。相对于其他参照系，时间膨胀发生在物体接近光速运动时，时间对于运动的物体来说流失得更慢。
这取决于输入到爱因斯坦/史瓦西方程中的几个参数，假设几个变量如下：
（1）dr=0（半径保持不变），df=0（保持轨道平面相同）；
（2）国际空间站的轨道速度为7.68千米/秒，轨道半径在地表上方400千米处；
（3）比较国际空间站上的斯科特（dtSK）和地球上的马克（dtMK）的时间差别。
完整的方程包括光度的坐标，光速和两个球体之间的引力度量，如下所示：
依此等式，太空中的斯科特比地球上所有人（包括他的双胞胎兄弟）都年轻约0.1秒。斯科特比马克晚6分钟出生，然而，在太空待了一年后，斯科特却比马克“年轻”了约0.1秒。尽管从技术层面来说，斯科特与留在地球上相比年轻了一点儿，但这不太可能是他端粒变长的主要原因。
之所以知道这一点，是因为我们看到了许多其他形式的生物学变化，如基因表达的变化（不同基因的开启/关闭或水平上升/下降）。每天都有成千上万的基因表达发生改变，因此在斯科特进入太空和重返地球之后，其基因发生变化也并非意外。他改变的基因表达包括那些负责DNA修复和细胞呼吸的基因，而他的免疫系统也被高度激活，他还首次在太空中注射了流感疫苗。此外，我们注意到了高碳酸血症的证据，这是血液中二氧化碳过多的一种现象，会使人头晕目眩、感到头痛。的确，斯科特在书中提到了这种烦恼。他指出，由于二氧化碳含量的变化，他时常感到头疼，每当空间站的二氧化碳洗涤器发生故障时，他的头疼得更厉害了。
我们查看数据后发现，空间站上的二氧化碳含量存在一些波动，但总体波动并不算大，这种程度的变化不应导致生理变化。我们必须寻找其他原因。事实证明，在零重力的环境中呼吸，与在地球上呼吸有很大区别。最大的区别是，在每次呼吸时，面部附近都会出现一小团二氧化碳云。除非宇航员有风扇或来回走动，否则这种二氧化碳云会一直停留在面部附近。因此，我们在斯科特的血液中及在其他宇航员的血液中看到的这些东西，就是面部附近的二氧化碳云。
我们还研究了斯科特身体内微生物组的情况，诸如细菌、病毒、真菌和其他微型的非人类细胞。我们想看看太空飞行过程中微生物组发生了什么变化。我们使用斯特凡·格林（Stefan Green）博士、弗雷德·图雷克（Fred Turek）和玛莎·维塔泰纳（Martha Vitaterna）的粪便数据，以及我们自己从皮肤和口腔拭子获得的数据，来观察在飞行中物种比例的变化，特别是厚壁菌F（Firmicutes）与拟杆菌属B（Bacteroides）之间的比率。还好，微生物的多样性得到了保持，这是个好消息，并且它们最终恢复了正常，没有什么大不了的变化，微生物组并没有很大的危险。
但是，斯科特血液中的其他分子则表现出一些不同寻常的特征。线粒体通常待在细胞内部休息，并进行细胞呼吸，以确保细胞能真正呼吸并获得能量，这种线粒体在他第一次太空航行时激增，并涌入他的血液。正常人每毫升血液中会有500份线粒体DNA拷贝，但根据中平喜一博士和奥古斯丁·崔（Augustine Choi）博士的数据，斯科特的线粒体水平高达每毫升6500份拷贝。我们与杜克大学的斯泰西·霍纳（Stacy Horner）和南丹·戈卡莱（Nandan Gokhale）一起检查了斯科特血液中的RNA，发现了更高水平的线粒体含量。
对于宇航员来说，这是一种全新的压力测试，不过这种压力测试此前在其他场景下出现过。在哥伦比亚大学，一些实验室研究了线粒体的极端变异，这是由安德里亚·巴卡雷利（Andrea Baccarelli）博士和马丁·皮卡德（Martin Picard）博士共同开展的研究。他们在地球上的个体中检测压力情况，研究、观测人们血液中mtDNA的变化。其中包括一项有趣的研究，研究对象要在一个满是陌生人的房间里演讲，研究人员观察到血液中mtDNA的峰值出现在发表演讲后。这充分表明，mtDNA会在人们有压力、公开演讲、感到焦虑时出现。
但是，为什么人类细胞会释放能量？在这里，其他研究提供了有关太空飞行一年发生的变化的证据。英格尔松等人2018年发表的一篇论文表明，白细胞（淋巴细胞）可以排出其mtDNA，这是引起免疫的一种方式。这些“DNA网”是其他免疫细胞对抗感染或抵御细胞威胁提供的警告信号，这些网在太空中的作用与在地球上的一样。通过NASA的阿夫申·贝赫什蒂（Afshin Beheshti）和我们小组的研究，我们发现mtDNA应激与航天的其他RNA标记（包括称为miRNA的小RNA）在多位宇航员身上均出现过。所有的这些意外发现，包括端粒、基因表达变化、低氧性微云、免疫应激、mtDNA和炎症，都是迅速发生的，似乎是身体对太空飞行的意外反应，我们希望随着时间的推移，宇航员的身体能逐渐恢复正常。