NASA Twins Study:Utvidet romfart har liten,

forbigående effekt på tarmmikrobiomet Et år i verdensrommet ser ut til å ha et lite, men betydelig, forbigående effekt på tarmmikrobiomet, ifølge en ny artikkel om NASA Twins Study publisert i tidsskriftet Vitenskap .

Funnet av mikrobiomet, skrevet av et team av forskere i Chicago, er blant resultatene fra 10 andre forskningsteam som undersøker hvordan menneskekroppen reagerer på romfart som er rapportert i avisen.

Stefan Green, direktør for Sequencing Core ved University of Illinois i Chicago og en av de første forfatterne på papiret, klarte den genetiske sekvensering og analyse av tarmmikrober samlet fra tvillingene før, under og etter at en av tvillingene tilbrakte nesten et år på den internasjonale romstasjonen.

Mens hundrevis av mennesker har flydd i verdensrommet før, det er lite data om hvordan romfart lengre enn noen få måneder påvirker helse og kropp. Målet med NASA Twins Study er å bestemme de fysiologiske og psykologiske helsekonsekvensene av romfart med lang varighet ved å sammenligne virkningen av plass på en tvilling med virkningen av jordmiljøet på et genetisk matchet søsken.

Tvillingene som var involvert i studien var astronauten Scott Kelly, som fløy et år langt oppdrag ombord på den internasjonale romstasjonen som ble avsluttet i mars 2016, og tvillingbroren, Mark Kelly, også en astronaut, som bodde på jorden mens broren var i bane. De to brødrene, som var 50 år gammel på tidspunktet for studien, ga biologiske prøver og gjennomgikk et batteri av kognitive og fysiske undersøkelser før, under og etter Scotts flytur.

Team av forskere fra hele landet analyserte dataene og rapporterte sine funn om det biokjemiske, kognitiv, okulær, genetisk, fysiologisk, immunologiske og andre endringer i Vitenskap papir.

De Chicago-baserte forskerne, ledet av Fred Turek ved Northwestern University og inkludert forskere fra Rush University, fokusert på å analysere endringer i tvillingenes tarmmikrobiomer. Grønn, sammen med kolleger George Chlipala og Mark Maienschein-Cline i UICs Research Informatics Core, sekvensert DNA ekstrahert fra bakterier, sopp, virus og andre mikrober som finnes i fekale vattpinner samlet fra tvillingene før, under og etter Scotts år lange oppdrag på romstasjonen.

"Vår rolle i NASA Twins Study var å sekvensere så vel som å analysere funnene fra gastrointestinale mikrobiomer til tvillingene, og å plassere disse analysene i sammenheng med resultatene fra andre lag, "Sa Green.

Tarmmikrobiota hjelper til med å fordøye mat, bekjemper infeksjoner og spiller en viktig rolle i å holde immunsystemet sunt. Det er sterkt påvirket av genetikk, understreke, kosthold og andre miljøfaktorer. Tidligere forskning har implisert en usunn eller ubalansert mikrobiota som en medvirkende årsak til metabolske lidelser, inkludert fedme og diabetes. Arten som utgjør et individs tarmmikrobiota, så vel som deres overflod, kan identifiseres ved avføringsprøve eller fekal vattpinneanalyse.

Fekalpinner ble samlet fra begge tvillingene to ganger før Scotts avgang fra jorden, fire ganger i løpet av Scotts tid på romstasjonen og deretter tre ganger etter at han kom tilbake til jorden.

"Det ser ut til å være en liten, men betydelig effekt på mikrobiomet forårsaket av romfart; men sammensetningen av Scotts tarmmikrobiom kom ganske raskt tilbake til grunnlinjen da han kom tilbake til jorden, "Green sa." Om endringene skyldes den forskjellige maten, mikrogravitasjon, eller stråling kan vi ikke si definitivt, men jeg tror effekten var forårsaket av forskjeller i hva han spiste mens han var på flukt. En astronauts diett består hovedsakelig av frysetørket eller termostabilisert ferdigpakket mat. "

En av endringene Green og hans gruppe la merke til var et skifte under flyging i forholdet mellom to dominerende bakteriefil:Firmicutes og Bacteroidetes. Scotts forhold mellom disse to phyla endret seg mens han var i verdensrommet, med forholdet mellom disse to phylaene som er omtrent femdoblet i forhold til baseline. Men på ingen tid under romfarten var forholdene utenfor normene for hva du ville forvente hos friske individer, Green forklart. Og, Scotts forhold nådde raskt tilbake til der de var før romfartsoppdraget hans når han kom tilbake til jorden.

Green og kolleger så heller ingen endringer i nivåene av mikrobielt mangfold i løpet av Scotts tid på romstasjonen.

"Mangfoldet forble konstant for Scott i løpet av tiden i rommet, og dette er, fra mitt perspektiv, et positivt funn som tyder på betydelig motstandskraft og robusthet i gastrointestinal mikrobiota, " han sa.

Ifølge Green, å vite om endringer i mikrobiomet i rommet er viktig, delvis fordi hvis mangfold eller viktige arter går tapt, det er færre kilder for å fylle dem opp. Han sier isolasjon og innesperring er noen av de viktigste hindringene knyttet til langvarige oppdrag, og disse faktorene kan påvirke astronautens tarmmikrobiom negativt.

"Den generelle lille og forbigående effekten av utvidet romfart på tarmmikrobiomet vi så i Scott er veldig lovende og antyder at mikrobielt mangfold og funksjon kan opprettholdes på enda lengre flyvninger, "Green sa." Dette bør tas i sammenheng, derimot, av det faktum at dette er en studie av et enkelt individ i lav bane rundt jorden, og fremtidige studier er nødvendig for å bekrefte dette funnet. "

Green er også en del av andre NASA-finansierte studier som undersøker effekten av romfart, inkludert en pågående studie av effekter av rommiljøet på tarmmikrobiota hos mus som en del av 'Rodent Research-7' -oppdraget.

• 1,8 millioner pund for å øke forskningen på Crohns sykdom
• Bakterier deler gener med hverandre,