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空间站的环境,受到宇航员自身微生物影响是否与皮肤的组成相似?

由国家实验室和美国宇航局科学家进行的一项研究发现,国际空间站的环境受到宇航员自身身体微生物组成的影响。

由国家实验室和美国宇航局科学家进行的一项研究发现,国际空间站的环境受到宇航员自身身体微生物组成的影响。这项为期五年的研究工作是第一次利用元基因组DNA测序技术,将空间站的环境微生物图谱(或微生物群)与宇航员的微生物群进行比较研究,其研究发表在《PLOS One》期刊上,是来自劳伦斯·利弗莫尔国家实验室(LLNL)和美国国家航空航天局(NASA)三个中心科学家们的研究成果。

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研究主要作者、也是微生物追踪(MT)-2研究的首席研究员、国家实验室生物学家Crystal Jaing说:对空间站上的微生物进行持续监测非常重要,因为这将有助于我们识别任何可能损害宇航员健康的微生物潜力。科学家们从一名宇航员的嘴、鼻子、耳朵、皮肤和唾液中提取了88份身体拭子,对其微生物图谱进行了表征,发现空间站表面的微生物群与机组宇航人员的皮肤相似。

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宇航员样本是在8个不同的时间采集的,包括飞行前(22次)、飞行中(33次)和飞行后(33次)。为了了解机组人员的微生物群,是否与空间站的环境相互作用,从空间站八个不同居住地点收集了两次飞行的环境表面样本。一次飞行的环境样本由宇航员收集,其微生物档案被编辑,下一次飞行的样本在宇航员离开后收集。来自宇航员和空间站环境的样本微生物组成,通过元基因组测序进行了测量。

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并使用利国家实验室元基因组分析工具包进行了处理,这是一种生物信息学软件,可以从大量的DNA序列数据中快速识别微生物。虽然这项研究使用的是从太空返回样本,但美国宇航局也有能力在空间站上实时识别微生物,并计划在未来的航天器上进行实时微生物监测。这项研究建立在微生物追踪-1项目的基础上,在该项目中,空间站表面和空气样本的微生物多样性被常规微生物学表征,但与宇航员的微生物群无关。

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MT-2研究通过收集平行的宇航员样本,以及来自MT-1研究完全相同表面的样本,扩展了这项研究。美国国家航空航天局喷气推进实验室(JPL)的微生物学家、该论文的合著者之一卡索里·文卡特斯瓦兰(Ktheruri Venkateswaran)说:我们在这项研究中发现,空间站表面的微生物种群与机组人员皮肤的微生物种群相似。这可能有助于设计预防措施,将长期太空旅行航天器上潜在问题微生物的风险降至最低。

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研究人员特别想了解空间站的微生物群落,在太空飞行过程中发生了什么变化。主要目的是了解空间站中的微生物群落,这样就可以利用这些信息来设计诊断和对策,以确保机组宇航人员的健康,特别是在长时间的太空飞行中,比如前往月球和火星。美国宇航局Ames微生物学家David Smith对此表示同意,并补充说:人类旅行到任何地方都会携带微生物,包括太空。

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这项研究的长期测量,将提供关于哪些与航天器相关的微生物,在长期的人类任务中可以期待的洞察。需要更多地研究封闭环境中微生物对人类的影响,因为“与微生物-宿主相互作用相关的有益、良性或有害的途径在地球和太空中仍然知之甚少。宇航员的健康是通过对空间站微生物的常规监测、良好的营养和适当的运动以及良好的个人和空间站卫生程序来保护。

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拥有强大的呼吸道和健康免疫系统的人,通常可以击退居住在已建栖息地内的潜在有害微生物。然而,人类航天带来了必须考虑的新风险,因为宇航员在长时间的航天任务中可能会变得更容易受到感染。”空间站这个太空中的“孤岛”,为研究封闭栖息地内人类和微生物之间的互动动态,提供了“无与伦比的位置”。这些信息不仅可以帮助保护执行太空探索任务的宇航员,还可以帮助保护地球上的人。

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