太空旅行的细菌可能长势更旺,回到地球优势仍在

黎方宇

这提示了宇航员在长期太空任务中可能面临的健康风险。

一项新的研究表明,太空中的失重环境会影响细菌的遗传物质,使之繁殖能力变得更强。而适应太空的细菌回到地球表面的重力环境当中后,这种优势仍然存在。

科学家们多年来一直在研究细菌进入太空后的表现。宇航员的免疫系统在太空中会减弱,因此评估长时间飞行的感染风险是很重要的工作。此前的研究发现,太空中失重的环境可以让细菌聚集成独特的结构,说明太空对微生物有着独特的影响。

在最新的研究当中,美国休斯顿大学的Madhan Tirumalai和同事将大肠杆菌放置在模拟失重的旋转机器当中,并使之繁殖超过1000代,比此前的研究长得多。

模拟失重环境的旋转仪器,图像Hammond/《肾脏生理学》

当突变的细菌离开失重环境,并和普通的大肠杆菌在同一个培养皿上生长时,前者长出的菌落是后者的三倍多。并且在繁殖超过30代后,这种优势还能保持72%。

这意味着基因的突变是永久性的,而不仅仅是临时性的调整。

研究人员分析了得到细菌的遗传物质,发现了 16 个突变。目前还不知道这些突变是单打独斗还是团结协作,但它们的作用很明显——让大肠杆菌的繁殖能力显著提高。

一些突变与形成生物膜的能力相关,这种保护性的外膜是有组织的细菌群体,可以把内部的细菌包裹起来,让细菌变得更强。研究中所选取的大肠杆菌是相对无害的细菌,Tirumalai计划用其它细菌做进一步的实验,以评估长期太空任务的风险。

这个发现不仅提示了太空旅行中的健康风险,也警示我们对太空旅行回到地面的细菌保持警惕。

但好消息是,除了标准的消毒措施,太空中没有抗生素滥用,Tirumalai实验中的突变细菌与普通细菌一样能被抗生素重挫。也就是说,人类仍然有办法对付这些太空归来的微生物,抗生素仍然是一道有力的防线。

空间微生物学一直是科学研究的热点。MERCCURI 项目一直在将地球上的细菌与国际空间站上的微生物进行比较。一项 2007 年的研究表明沙门氏菌在太空中毒性变得更强了。

2013 年的研究发现绿脓杆菌在太空中生长速度更快,且形成了正常重力环境中没有的生物膜、柱子和伞盖的结构。

尽管微生物没有头和脚,但重力仍然对它的生活影响巨大。养分和水进出细胞依赖扩散作用,在失重环境下,细菌形成生物膜等结构,减少了细胞的表面积,从而影响水和养分的扩散。

此外,科学家们也在研究宇航员肠道中的微生物。他们收集飞行前后和过程当中的粪便,其中一位机组人员还将与他地球上的双胞胎兄弟做肠道菌群的比较。

有人的地方就有细菌。无论人类的步伐迈向多远,都会携带细菌一同前往。空间微生物学还有很多问题等待解答,只有不断的深入研究,才能有效控制细菌对太空任务的影响。

SOURCE: http://tech.163.com/17/0607/10/CMAQ8EH800097U81.html

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