NASA Twins Study:Udvidet rumfart har små,

forbigående virkning på tarmmikrobiomet Et år i rummet ser ud til at have et lille, men betydeligt, forbigående virkning på tarmmikrobiomet, ifølge et nyt papir om NASA Twins Study offentliggjort i tidsskriftet Videnskab .

Mikrobiomfundene, skrevet af et team af forskere i Chicago, er blandt resultaterne fra 10 andre forskerhold, der undersøger, hvordan menneskekroppen reagerer på rumflyvning, der er rapporteret i avisen.

Stefan Green, direktør for Sequencing Core ved University of Illinois i Chicago og en af ​​de første forfattere på papiret, administreret den genetiske sekventering og analyse af tarmmikroberne indsamlet fra tvillingerne før, under og efter en af ​​tvillingerne tilbragte næsten et år på den internationale rumstation.

Mens hundredvis af mennesker har fløjet i rummet før, der er få data om, hvordan rumflyvning længere end et par måneder påvirker sundhed og krop. Målet med NASA Twins Study er at bestemme de fysiologiske og psykologiske konsekvenser af rumflyvning af lang varighed ved at sammenligne rumets effekt på en tvilling med Jordmiljøets indvirkning på en genetisk matchet søskende.

De tvillinger, der var involveret i undersøgelsen, var astronauten Scott Kelly, der fløj en årelang mission ombord på den internationale rumstation, som sluttede i marts 2016, og hans tvillingebror, Mark Kelly, også en astronaut, der blev på Jorden, mens hans bror var i kredsløb. De to brødre, der var 50 år på tidspunktet for undersøgelsen, leverede biologiske prøver og gennemgik et batteri af kognitive og fysiske undersøgelser før, under og efter Scotts flyvning.

Team af forskere fra hele landet analyserede dataene og rapporterede deres resultater om det biokemiske, kognitiv, okulær, genetisk, fysiologisk, immunologiske og andre ændringer i Videnskab papir.

De Chicago-baserede forskere, ledet af Fred Turek fra Northwestern University og inklusive forskere fra Rush University, fokuseret på at analysere ændringer i tvillingernes tarmmikrobiomer. Grøn, sammen med kollegerne George Chlipala og Mark Maienschein-Cline i UIC's Research Informatics Core, sekventeret DNA ekstraheret fra bakterier, svampe, vira og andre mikrober til stede i fækale vatpinde opsamlet fra tvillingerne før, under og efter Scotts årelange mission på rumstationen.

"Vores rolle i NASA Twins Study var at sekvensere samt analysere fundene fra tvillingernes gastrointestinale mikrobiomer, og at placere disse analyser i kontekst med resultaterne fra andre teams, "Sagde Green.

Tarmmikrobiota hjælper med at fordøje mad, bekæmper infektioner og spiller en vigtig rolle i at holde immunsystemet sundt. Det er stærkt påvirket af genetik, stress, kost og andre miljøfaktorer. Tidligere forskning har impliceret en usund eller ubalanceret mikrobiota som en medvirkende faktor til metaboliske lidelser, herunder fedme og diabetes. Arten, der udgør et individs tarmmikrobiota, såvel som deres overflod, kan identificeres ved afføringsprøve eller fækal vatpindeanalyse.

Fækalpinde blev indsamlet fra begge tvillinger to gange før Scotts afgang fra Jorden, fire gange i Scotts tid på rumstationen og derefter tre gange ved hans tilbagevenden til Jorden.

"Der ser ud til at være en lille, men betydelig effekt på mikrobiomet forårsaget af rumflyvning, men sammensætningen af ​​Scotts tarmmikrobiom vendte ret hurtigt tilbage til hans baseline, da han vendte tilbage til Jorden, "Green sagde." Om ændringerne skyldes den forskellige mad, mikrogravitation, eller stråling kan vi ikke sige endeligt, men jeg tror, ​​at virkningen var forårsaget af forskelle i, hvad han spiste under flyvningen. En astronauts kost består hovedsageligt af frysetørret eller termostabiliseret færdigpakkede fødevarer. "

En af ændringerne, som Green og hans gruppe lagde mærke til, var et skift under flyvningen i forholdet mellem to dominerende phyla af bakterier:Firmicutes og Bacteroidetes. Scotts forhold mellem disse to phyla ændrede sig, mens han var i rummet, med forholdet mellem disse to phyla stigende omkring femdoblet i forhold til hans baseline. Men på ingen tid under rumfart var forholdene uden for normerne for, hvad du ville forvente hos raske individer, Green forklaret. Og, Scotts nøgletal vendte hurtigt tilbage til, hvor de var før hans rummission, når han vendte tilbage til Jorden.

Green og kolleger så heller ingen ændringer i niveauer af mikrobiel mangfoldighed i Scotts tid på rumstationen.

"Mangfoldigheden forblev konstant for Scott i hans tid i rummet, og dette er, fra mit perspektiv, et positivt fund, der tyder på betydelig modstandsdygtighed og robusthed i gastrointestinal mikrobiota, " han sagde.

Ifølge Green, at vide om ændringer i mikrobiomet i rummet er vigtigt, dels fordi hvis mangfoldighed eller nøglearter går tabt, der er færre kilder til at genopbygge dem. Han siger, at isolation og indespærring er nogle af de største forhindringer i forbindelse med langvarige missioner, og disse faktorer kan påvirke astronautens tarmmikrobiom negativt.

"Den overordnede lille og forbigående effekt af udvidet rumflyvning på tarmmikrobiomet, vi så i Scott, er meget lovende og tyder på, at mikrobiel mangfoldighed og funktion kan opretholdes på endnu længere flyvninger, "Green sagde." Dette skal tages i sammenhæng, imidlertid, af det faktum, at dette er en undersøgelse af et enkelt individ i lav jordbane, og fremtidige undersøgelser er nødvendige for at bekræfte dette fund. "

Green er også en del af andre NASA-finansierede undersøgelser, der undersøger virkningerne af rumflyvning, herunder en igangværende undersøgelse af virkningerne af rummiljøet på tarmmikrobiota hos mus som en del af 'Rodent Research-7' mission.

• 1,8 millioner pund til at øge Crohns sygdomsforskning
• Bakterier deler gener med hinanden,