Новое исследование Северо-Западного университета обнаружили, что полеты в космос-как на борту космического шаттла или Международной космической станции (МКС), имеет последовательный эффект на микробиомом.
Северо-западные исследователи разработали новый аналитический инструмент для сравнения данных микробиома от мышей еще в 2011 году. Называется STARMAPS (тест подобия для созвучные и воспроизводимые образцы микробиома изобилии), инструмент свидетельствует о том, что космический полет вызывает конкретные, последовательные изменения от обилия, разнообразия и соотношения бактерий в кишечнике.
Пожалуй, самое удивительное, команда также использовала STARMAPS сравнить данные полета с данными, собранными с Земли на основе исследований воздействия радиации на кишечнике. Они практически исключили космического излучения как причины изменений в микробиоме во время полета.
«Радиация, безусловно, оказывает влияние на микробиом кишечника,» сказала Марта Vitaterna Северо-Западе, который возглавлял исследование. «Но эти эффекты не похожи на то, что мы увидели в космическом полете.»
Исследование, опубликованное на прошлой неделе в журнале Microbiome. Vitaterna-профессор исследований в области нейробиологии в колледж Северозападного Вайнберга искусств и наук. Пэн Цзян, профессор нейробиологии в Вайнберг, был первый автор бумаги.
Vitaterna и давний соратник В. Фред Турек, а также из Северо-Западного, вел раздел микробиом исследования близнецов НАСА, который по сравнению физиологические изменения в астронавт Скотт Келли в его земной близнец Марк. Хотя Турек и Vitaterna обнаружили, что в год в космосе астронавт пострадавших микробиомом Скотт Келли, Это не было достаточно данных, чтобы делать общие выводы о влиянии космического полета на организм человека.
«Если мы собираемся отправить человека на Марс или на длинных миссий на Луну, очень важно понимать последствия длительного воздействия космической среды, и на триллионы бактерий путешествуя с нами», — сказал Турек, Чарльз и Эмма Моррисон, профессор нейробиологии в Вайнберг, который является соавтором документа. «Пока мы изучали воздействие год в космосе на микробиоту Скотт Келли, Мы должны использовать мышей в больших количествах, чтобы создать эффект пространства».
Необходимость инструментов дает
НАСА изучали воздействие невесомости на биологические процессы мышей на протяжении многих лет. Осенью 2014 года она поставила свою первую группу мышей на МКС на 37-дневного пребывания. Так что эксперимент (так называемый исследований-1 грызун), НАСА и впоследствии доставлено более семи группах мышей на МКС, в том числе научно-7 Северо-Западной группы грызунов эксперимент.
Vitaterna и Цзян начал с образцами исследований-1 грызун, который включены группы космического полета плюс подобранный грунт контрольной группы, базовые группы и лаборатории группу, которая размещалась в обычном учреждении мышь за ту же продолжительность поездки. Они также осмотрел образцы мышь с финала американской миссии шаттла, СТС 135, который был запущен в 2011 году.
Исследователи пытались хруст все данные из-за огромного количества его. Существуют сотни различных видов бактерий в кишечнике, и разные люди могут иметь совершенно разные кишечнике бактериальных сообществ в начале эксперимента. Это делает его трудно определить, когда идет последовательный ответ.
«Не было ни статистический подход для ведения этой работы», — сказал Vitaterna. «Средств не существует, поэтому мы их придумали. Это классический случай, как необходимость-мать изобретения».
«Мы знали, что космический полет влияет на кишечную флору, так что мы могли бы посмотрел на это анекдотично», — сказал Цзян. «Но есть много ограничений. Нам нужен более комплексный высокоуровневый вид. Тогда мы могли бы сказать, что микробиом изменения сопоставимы между несколькими космических полетов».
Сопоставление микробиома
STARMAPS предлагает новый метод, чтобы поместить все данные из различных экспериментов, в том же многомерном пространстве. Затем пользователи могут более легко увидеть модели, где различные виды бактерий становятся более или менее обильными при различных условиях.
Используя этот инструмент, северо-западные исследователи сразу заметили, что микробиомы в космического полета и наземного управления мыши выглядели совершенно иначе, чем две другие группы. Землю контрольная группа живет в симулятор окружающей среды, что напрямую соответствует среде обитания космического полета. Состав газа, температуру и питание точно так же.
«Мы обнаружили, что среда обитания оказывает большое влияние», — сказал Vitaterna.
Хотя исследователи не использовали STARMAPS для анализа образцов, собранных от астронавта Скотта Келли за год в космосе, они заметили, что его данные подойдут те же, закономерность вызвана полета.
«Некоторые изменения на высоком уровне», — считает Цзян. «Мы видели отношение же основные типы бактерии изменяются в том же направлении и незначительное увеличение общего разнообразия. Это согласуется».
Исключив излучения
Но, все-таки, микробиомы полета и наземного управления мыши были совершенно отличны друг от друга. Это доказывает, появляется отчетливый эффект от полета. Найти то, что может вызвать этот эффект, исследователи копнули глубже.
Одна возможность, что воздействие радиации в космосе может вызвать сдвиг микробиома. Цзян нашли несколько наземных исследований воздействия радиации на микробиом мыши и проанализировали их с STARMAPS. Они обнаружили, что микробиом сдвиги, вызванные полета против излучения не совпадают.
Vitaterna и Цзян верю микрогравитации может вызвать эффект космического полета, но они согласны больше работы должно быть сделано. Они в настоящее время обработки образцов из исследования-7 грызунов и надеемся, что данные будут занимать больше улик. Сказал Vitaterna разнообразия и соотношения бактерий в кишечнике во время полета выглядят наиболее похожими на стресс.
«Понимание факторов, которые могут снизить такого рода изменения микробиома будет полезная информация-для компенсации последствий стресса на земле», — сказала она. «Понимание того, что генетические факторы вносят вклад в различия в бактериальных штаммов, будут полезны для разработки контрмер, которые могут защитить кишечную флору во время стрессовых периодов».
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!