双胞胎兄弟中的一个将到国际空间站执行任务，NASA希望通过比较一段时间后二者的身体差异，了解人体基因是如何应对极端环境的。但是处于基因隐私的考虑，这项研究结果可能永远也不会公布。3月28日，NASA的宇航员Scott Kelly将前往国际空间站执行一项长达一年的任务。与此同时，一项前所未有的研究也开始了——了解人类在太空飞行时的生物变化。研究人员将收集大量关于Kelly的基因、分子、生理学和其他数据，并将这些数据与他在地球上的同卵双胞胎兄弟，已经退役的宇航员Mark Kelly对比。两兄弟在这些数据上的差异将揭示，人体是如何应对极端环境的。这项双胞胎研究将耗资150万美元，但是它的结果可能永远也不会公布。 Scott Kelly和Mark Kelly为什么？考虑到Kelly兄弟有自己的基因序列，如果他们发现其中有一些他们不愿意与人分享的敏感医学信息——比如他们是某些疾病的易感人群——那么这项研究结果就不会被公开。“这是一个全新的领域，我们无法预测会发生什么，”NASA负责人类研究项目的科学家Craig Kundrot说。NASA曾监测过宇航员John Glenn的身体数据，他曾在1962年完成绕地球的飞行，36年后，在他77岁时，又再次飞往太空。双胞胎研究能够收集到的有用数据将比对Glenn的监测更多。对Glenn老年时的身体研究只不过显示了一个事实——他能够应对太空飞行。而美国西北大学的神经生物学家Martha Vitaterna说，由于有一个基因完全一致的双胞胎留在地球上，而且我们可以获取较长时间的样本，这次研究将带来很多全新的发现。对Kelly兄弟的研究将首次比较两个基因相同的人类，他们中的一个将在较长一段时间暴露在太空辐射和零重力的环境下。美国科罗拉多州立大学的放射生物学家Susan Bailey说，“这只是一对双胞胎，但是我们会考察他们在飞行前、飞行中和飞行后的身体数据。最终，我们将拥有足够的数据，能够得出某些统计上显著的数据。”参与这些研究的基因流行病学家Jennifer Harris说，通过了解哪些基因将在在轨飞行期间启动或关闭，研究人员将能够更好地了解影响生理变化的基因路径。医生将可以利用更广泛的方法来处理年老和疾病带来的基因问题。Harris说，如果研究结果能够公开的话，“将不仅仅对所有的双胞胎具有重大意义”。 NASA和俄罗斯太空局Roscosmos对人体如何适应太空飞行进行了长时间的研究，但是在现代的基因时代，对双胞胎的研究尚属首次。通过这次研究，不仅Kelly兄弟将掌握自己的全部基因序列，科学家也将了解到他们的基因表达、基因标志物、染色体缩写和其他详细的健康和衰老指标。纽约Weill Cornell医学院的基因学家Christopher Mason说，“这项研究是对人类进行过的最全面的分子描绘，而且是一对双胞胎。”这次研究的想法是Kelly兄弟自己提出来的。Scott曾经在太空飞行过180天左右，他和俄罗斯宇航员Mikhail Kornienko现在将在太空中度过一整年的时间。（和他们一起前往太空的宇航员Gennady Padalka将在太空渡过6个月，而且将打破803天的在太空累计时间最长的记录。）Mark Kelly曾经进行过四次时间较短的太空飞行，在2011年退役前，一共在太空度过了54天。这次Scott返回地球以后，在太空度过的时间将是Mark的10倍左右。这对双胞胎暴露在太空环境的时间将存在明显的差异。Scott说，“Mark在太空的经历和我在很多方面都不一样。他从来没有在太空一次性地停留足够长的时间，从而适应太空环境，并对其习以为常。而我有。”这对双胞胎已经提供了部分样本，包括血液、唾液、尿液和大便。在Scott在太空的期间以及返回之后，他们还会定期提供这些样本。两人都会得到一些基因咨询，告诉他们检验发现的结果对他们可能意味着什么。所有的全基因信息只限于10位参与研究的核心研究员掌握，没有双胞胎的同意，将不能公布。Kundrot说，收集基因信息对于未来的宇航员具有重要意义。例如，如果某位宇航员的基因信息显示，他对于太空辐射的电离效应非常敏感，这样的信息将影响NASA在选派前往太空的人选时的决定。在这次的研究中，大约有一半的项目是以前从来没有在人类太空飞行过程中做过的。比如提取Kelly兄弟肠道中的微生物。其他研究人员已经研究过肠道菌群在太空中会有什么变化，但是和其他双胞胎一样，Kelly兄弟身上本来也有类似的微生物。他们每天都要记录自己吃了什么，虽然Mark不必像Scott一样，只食用冷冻的太空食品。同时，Bailey的团队还会考察二人的端粒，也就是染色体末端上的着丝点，它会随着人的衰老而缩短。Bailey认为，在太空生活一年后，Scott的端粒会比Mark的短。她说，了解这其中的原因，将对于了解人类在地球上的衰老过程有重要意义。Mason还会考察Kelly兄弟的DNA和RNA上的化学标志物。他说，“他们是一对双胞胎兄弟，这个事实使我们可以进行良好的生物对比，这让我无比高兴。”（原文转自nature.com，原作者：Alexandra Witze，蝌蚪君编译。转载请标注来源。