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周成功的生命科學|Lesson 52 太空探究帶給生物學的挑戰

2024/12/10
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聽說張大春

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周成功教授
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周成功教授: 太空探究,特别是长期太空飞行,对人体健康带来诸多挑战。其中最显著的影响体现在肌肉和骨骼系统上,由于失重环境,肌肉会萎缩,骨质密度下降,这比地球上老年人的骨质流失速度快得多。此外,太空环境还会影响视力,导致血液更容易聚集在头部,引发视神经水肿。这些变化虽然大部分在返回地球后可以恢复,但也可能持续超过一年。 为了深入研究这些影响,NASA开展了双胞胎研究项目,对一对同卵双胞胎(其中一人进行为期一年的太空飞行)进行对比研究。结果显示,太空飞行会引起体重减轻、认知能力下降以及肠道菌群变化。更令人意外的是,太空飞行会使太空人白细胞中的端粒长度先变长后变短,甚至比飞行前更短,这与以往的认知相悖。 进一步研究发现,这种端粒长度变化可能与宇宙辐射有关。在高海拔地区或太空站,宇宙辐射会增加,导致细胞氧化损伤,而端粒酶的活性增加可能用于修复这种损伤。这表明端粒酶的功能可能不仅仅是制造端粒,还可能参与细胞的损伤修复。 此外,对平民太空人的研究也表明,即使是短暂的太空旅行,也会引起细胞端粒长度的变化。而对植物的研究则显示,植物在太空环境中端粒长度没有变化,但端粒酶活性却显著增加,这进一步支持了端粒酶可能具有其他功能的推测。 张大春: (节目的引导和串场,对周教授观点的补充和提问,没有形成独立的论点,故此处不展开)

Deep Dive

Key Insights

太空旅行对人体的健康有哪些主要影响?

太空旅行主要影响人体的肌肉和骨骼,导致肌肉萎缩和骨骼强度下降。太空人每月可能失去1%到2%的骨骼质量,比地球上老年人骨质疏松的速度快两倍。此外,太空中的无重力环境可能导致视力问题、背痛和椎间盘突出。

为什么太空旅行会导致肌肉和骨骼的萎缩?

在太空中,由于没有重力,肌肉和骨骼不需要抵抗重力,因此它们会松弛并萎缩。太空人仅在两周内就可能失去20%的肌肉质量,长期任务中肌肉质量可能下降超过30%。

太空旅行对视力有何影响?

太空中的无重力环境导致血液更容易聚集在头部,可能引发视神经周围的水肿,导致视力清晰度下降和眼睛结构变化。这些变化在进入太空两周后就会出现,并随着时间恶化,但大多数太空人在返回地球后一年内可以恢复。

NASA的Twin Study发现了什么?

NASA的Twin Study发现,太空人Scott Kelly在太空站逗留一年后,体重减少1.7%,认知表现速度和准确性在返回地球后6个月内有所下降。此外,他的肠道细菌种类和数量在太空中有明显变化,且染色体端粒子长度在太空期间变长,返回地球后缩短。

为什么太空人的染色体端粒子长度会变长?

太空中的宇宙辐射可能导致细胞氧化损伤,增加端粒酵素的活性,从而使端粒子长度变长。这一现象在太空人返回地球后会恢复,但可能会比太空前更短。

植物在太空中的端粒子长度有何变化?

植物在太空中的端粒子长度没有变化,但其端粒酵素的活性显著增加,尤其是在根部,活性增加了150倍。这表明端粒酵素可能具有除制造端粒子外的其他功能,如应对氧化压力。

Chapters
本章节探讨了太空旅行的商业化趋势,以亿万富翁Isaacman的太空之旅和Vercetto集团的豪华太空旅行计划为例,展现了太空旅行正逐渐成为富豪阶层炫富的新方式。
  • 亿万富翁Jarrett Isaacman乘坐SpaceX飞龙号飞船进入太空,耗资两亿美金。
  • Vercetto集团推出五天四夜的豪华太空旅行,每张票价60万美金。
  • 太空旅行的商业化发展迅速,未来或将成为富豪的炫富新场所。

Shownotes Transcript

我心驾驲 走三关亲爱的金曲歌后许佳莹你知道现在 Uber Eats 上什么东西应该都点得到吗哦 那点得到白马吗额 点不到但点得到白铁那失落砂粥呢你认真吗算了 那点个螃蟹砂锅吧在 Uber Eats 上你想点的都点得到应该啦

你要泡什么要泡茶泡咖啡可不要泡沫精进要泡不长泡不早可不要梦想成泡影要泡菜泡饭泡妞泡书本就不要政治人物跟咱们穷泡蘑菇不管泡什么张大春和你一起泡新闻台北 FM98.1News9898 新闻台张大春泡新闻今天进行了单元周成功的生命科学

国立阳明大学的退而不休的教授周成功老师已经是第 52 次为我们带来课程今天的课程非常有趣我们要结合周成功的生命科学以及孙维新谈天这两个科学单元进行一场知识的探讨

太空探究带给生物学的挑战或者说孙维新带给周成功的挑战我们不要忘记周老师的第一本跟我们结缘的著作生命为什么如此神奇副题就是周成功教授的十三堂探索之旅出版单位天下文化今天我们的话题的展开也就是太空探究带给生物学的什么挑战呢

有两条算是到现在还在记忆之中火烫火烫的新闻都和太空旅行有关第一是亿万富翁 Jarrett Isaacman 以萨曼和 Elon Musk 创办的太空探索技术公司 SpaceX 合作在 9 月 10 号那天把四名成员送上太空包括 Isaacman 本人

这些细节我们请周老师为我们来介绍一下好就是说这四个人啊嗯这个 Icekman 当然就是平民嘛是那另外有一个退役的这个空军的这个飞行员嗯跟两个这个 SpaceX 公司的这个工程师是就是乘坐这个 SpaceX 公司的这个叫做飞龙号的这个太空船升空啊

那到距离地球 1400 公里的高度呢在那样的飞行轨道上待了五天然后 9 月 15 号那天呢安然返回地球所以是一个第一次这个平民这个升到太空那当然这个费用因为这个是一个亿万富翁所以这个钱他花得起他们杂志估计呢

这个 Jerry 呢为了这趟旅程呢大概花了两亿美金花了两亿美金 60 亿台币所以这个一成功那另外就有人开始设计所谓私人的这个商业性的这个太空旅行那这是一个这个 Vercetto

集团下面有一个专门负责这个所谓豪华旅行的这个旅行社他们就设计了一个五天四夜

要多少钱呢现在的价钱每一张票的价钱是 60 万美金也是不得了的数字这五天只有前四天都是在做例行训练跟准备真正升空就一天真正升空就一天这个升空的过程就是他们这个太空船是备一架飞机一架特制的飞机

带到大概四万五千英尺的高空然后呢这个飞机就会把那个 lock 把那个锁松开然后这个太空船呢就开始启动他自己的火箭然后用三倍音速奔向星空那进入了大概到了三十万英尺大概就是九百公里的那个高度这个时候呢

旅客就可以解开安全带然后在无重力的环境中间漫步一直到太空船准备重新回到地球为止这个公司还有一个联络电话加号 656219135965 是不是新加坡的好像是分公司在新加坡

就从这样从这个新闻看起来呢就太空好像很快的就要成为这些富豪们啊亿万富豪的地方炫富的这个场域另外一个消息其实很有趣但是很少人注意啊就是美国太空总署跟这个波音公司是在 9 月 6 号的时候呢

他们发布了一个新闻说他们成功的回收了一个没有人的一个叫做 starline 的星际客船是这个 starline 是波音公司跟美国太空总署合作发展出来的一个商业带人的太空发展计划研制的一个带客的就是真正能够带客的飞船是

那它主要用途是什么呢就是要运送乘客往返在大概 150 几公里高度的国际太空站那为什么回收一个没有人的星际客船

还要发布新闻呢这个背后的那个故事其实很有意思是这一个戴克的这个星际客船是在今年 6 月 5 号第一次搭载两位太空人两个倒霉的太空人对从这个太空站发射升空

进入轨道之后就跟国际太空站连接连接以后放下这两个太空人在国际太空站工作原先预定两个礼拜以后这两个太空人就原车

回地球我记得是八天原来只有八天不到两个礼拜不管了就是倒霉了就是这两个星期之后发射升空的过程很顺利所以 6 月 5 号那天报纸的新闻的头条是什么呢就是波音的这个 starliner 星际客船发射成功但是

发射成功的第二天也就是 6 月 6 号 NASA 跟这个波音公司就发现这个不对这个星际客船上面有一些氦气 Helium 的那个 leaky 泄漏漏气有些特别的漏气然后在这个 Standliner 接近太空站之后又发现这个星际客船的火箭推进器有一些问题有一些问题

那当然大家就很紧张了就是这个工程团队呢马上就开始检查各项数据啊进行各种测试然后制定了这个各种返回地球的这个应急计划是

因为不能够确定星际客船到底能不能够正常运作正常运作的不确定性的太高而且专家不同的专家有不同的意见所以没有办法满足 NASA 对带人太空船飞行的安全要求所以到了 8 月 24 号

NASA 就宣布说这个太空人这两位太空人在太空站另有任务要继续在太空站一直工作到明年二月因为明年二月有太空站里面有另外两个太空人

要回地球所以这一次的这两位太空人就可以在明年二月跟着太空站的那两个太空人做另外我们刚刚前面讲的 SpaceX 的飞龙号太空船返回地球

然后再让 stainliner 空车先回来看看到底是有什么问题到底出了什么问题所以很明显的未来有越来越多的人有机会到太空中不管是工作也好是观光也好但是在太空那样的一个无重力的环境下面对人类的健康会有什么样的影响

其实一直到今天我们了解的其实还非常有限我们到底上去过多少个太空人或者是平民所以一直到今天有人统计过大概是 559 个人曾经上太空待过待过那在太空停留超过 300 天的就 8 个人在国际太空站待的最久的是一个苏联的这个

现在俄国的太空人他在太空站待了 437 天为什么我们说要了解人在太空无重力的太空环境对人的健康会有什么影响为什么这个问题是很重要呢因为 2030 年太空总署就想要送人到火星送人到火星单程的旅途就超过一年

是就表示如果这个计划要进行这个太空人他会在太空待的时间会超过两年所以我们必须要了解就是说这种超过一年以上的太空飞行对人体的这个生理机能究竟会有什么影响是

过去从 500 多个人曾经在太空待过人然后你让他去做我们去做一些身体检查的时候你的确会发现到一些他身体的变化最容易看到的就是说长时间在没有重力的环境中间

人体最容易受到影响的部位是什么呢是肌肉跟骨骼这个其实也可以很容易了解就是说太空中没有重力所以我们的四肢我们平常在地球上你有重力所以你的肌肉跟骨骼是要抵抗重力你现在没有重力了它不需要抵抗了

所以他就松弛了萎缩了一松弛就萎缩了

影响特别大的地方是像背像颈像小腿这些帮助我们维持直立姿态的肌肉所以人在太空中仅仅两个星期肌肉就可能减少 20%减少是质量对就是质量就

因为萎缩了就慢慢慢慢就有一些肌肉就流失了那待了 437 天的怎么办所以这个东西就这个就是我等一下会讲所以他必须要在太空船上做运动那如果

三到六个月的长期太空任务那肌肉的这个质量呢可能会下降到超过 30%同时骨骼的强度也会这个下降是那所以太空人现在估计呢每一个月如果在太空可能会丢掉一到两个 percent 的这个骨骼的这个质量那在地球上呢老年人

男性女性每年骨质疏松这些失去骨骼的质量失去骨骼的速度大概是 0.5 到 1%所以表示人在太空一个月就 1%到 2%骨头上施的速度是比老人的两倍老人的两倍所以这个

骨骼丧失那就会增加骨折的风险同时会延长骨折愈合的时间所以太空人在国际太空站现在是规定每天一定要做两个半小时的强度运动的训练这些运动包括什么包括深蹲包括硬拉

包括像划船啊像跑步啊这些但是另外一个有趣的呢就是说因为在太空站没有重力所以通常太空人在太空站待了一阵子以后呢都会发现自己长高了一点嗯我们在地球上因为有重力把我们压的嘛

但是这个长高也会有一些副作用就是说你因为你现在整个脊椎就变强了导致人在太空中间会有背痛然后回到地球又再重新重力又再压回来所以会造成什么椎间盘突出造成椎间盘突出的毛病整个看起来

上一趟太空待一段时间就老化了对反正就有很多问题了那另外一个已经知道受影响的就是视力眼睛会不好视力会不好因为在地球上我们重力是把身体的血液往下拉

那心脏再把这个血液呢再重新 pump 回到头部所以头部的这个血液不会聚集但是呢在太空中间没有重力

所以这个血液就很可能比平常情况下面更容易聚集在头部这个血液在眼睛后面视神经周围堆积就可能产生所谓的水肿会引发视力清晰度下降跟眼睛本身的结构的一些变化

那这些变化眼睛的变化呢事实上在人进入太空两个礼拜之后就会发生就会被发现就开始出现而且随着时间拉长而会进一步恶化那但是呢 good news 就是说这些太空人在太空所发生的这个势力的变化回到地球之后大概一年之内呢

大多数的人是可以慢慢恢复正常但是当然也有一些变化可能会持续超过一年所以要整个认真去研究一个人长期在太空身体的变化这个实验的设计其实是蛮难的

因为我们每个人都不一样所以你在太空中间身体的变化跟我在太空身体的变化可能就不同这个不同到底是因为人在太空中所造成的不同还是因为你跟我身体基因就不一样我们的体质就不一样所以我们在太空的反应就不一样

而且你也不能成千上万的人做对你上去的就是那几个上去的人数非常少就不可能多所以严格的实验就是我需要有个人在太空做实验组我同时在地面我需要有一个对照组所以美国太空总署在 2015 到 2016 他们启动了一个计划我觉得很有意思叫做 NASA

Twin studyTwin 双胞胎而且呢是要选同卵双胞同卵双胞胎所以这个 NASA 就选择了一个选择太空人呢 Scott Kelly 呢

跟他的同卵双胞胎的兄弟当做对照这两个人因为第一个我们说他是同卵双胞胎所以他们身上的基因是完全一样的

而且这两个人都当过太空人所以他们的 career 他们的生涯过程类似只是这个 Scott Kelly 现在仍然是太空人那他的同卵双胞的兄弟现在是变成亚利桑那州的参议员所以把 Scott Kelly 送到太空站

一年然后 Mark Kelly 待在地球上当对照主怎么不把政治人物送上去的就是一个人的实验所以这个其实是非常罕见的然后 NASA 就收集了这对双胞胎在太空飞行前

飞行中跟飞回到地球以后收集它们的血液样本进行各种分析同时详细记录了这一对双胞胎在这一年里面各项生理指数的变化这个结果发表在 2019 年的 Science 所以这个也是非常少见的就是说一个人

一个人的实验组一个人的对照组的实验可以在 Science 这样的杂志上面发表就发现了什么呢那首先发现呢 Scott Kelly 在这个太空站逗留的这个一年里面体重减少了一点 7%但这个不是什么很严重然后他的这个认知的表现呢好像也没有什么样的这个

太大的变化但是认知表现的速度跟准确性呢跟这个准确性呢在他着陆之后 6 月里面发现有一点下降就是变迟钝了吗对就是在太空里面没有什么下降但是回来以后那推测原因可能是因为他的脑子呢从太空站回到地球

要再重新适应这个地球的重力然后在地球的这个生活周遭的这个环境又不太一样所以他就必须在这个适应的过程让他的这些这个认知表现的速度啊跟准确性呢有一点下降但是这个程度呢看起来呢都不是很严重就顶多打麻将听牌久一点

另外研究人员也发现斯卡凯利在进入太空前跟进入太空后他的肠道里面的这些细菌的种类跟数量也有明显的变化我们如果考虑他在太空中的食物这个改变可能就变成是很自然因为食物他吃的东西不一样另外辐射铺路

还有在太空用的水都是循环对它自己营养出去的水循环回收的水那这些身体活动的变化这些都可能是造成这个肠道细菌菌相的不同的原因这个研究还有令人意外的结果究竟是什么我们稍后片刻马上回来周成功的生命科学也是我们这个单元的第 52 堂课

太空探索究竟带给生物学什么样的挑战刚才提到了 Scott Kelly 跟 Mark Kelly 这一对同卵双胞胎他们分别是这个实验组跟对照组对对对一人实验这个研究还有令人意料之外的结果对我觉得这个研究最令我意料之外的我当时看到这个结果我真的是吓一跳

就是发现的这个凯利在太空站的那个那一位太空人嗯在这个一年当中啊他白雪球中间的这个染色体的端粒子嗯的长度变长了嗯那返回地球之后呢这个端粒子的长度呢又很快的又缩短是

但是在接下来的几个月里面端粒子变得会比它进入太空前的长度还短这个端粒子是什么我记得我过去以前也曾经提过端粒子就是有点像是在基本上是在染色体的端点我们的染色体是有点像一条绳子绳子的端点

它的保护端点的结构这个其实很容易想象你今天如果有一条长的绳子这绳子是两三条脚在一起的这个绳子的端点怎么样

一定要保护固定如果是塑胶的就把它烧一烧对对对如果不是塑胶的就要把它捆起来或者你套一个套子或者套一个套子套一个很紧的套子让它不要松散掉它才不会松散所以端粒子就是那个套子套在染色体端点

的套子防止麻绳散开的对其实是一模一样的意思是端粒子是由细胞里面一个特定的酵素把它制造出来的这个酵素在胚胎细胞里面酵素的火性非常高因为胚胎快速分裂所以我们要准备很多这种套子来保护因为细胞增生分裂

产生的这个新的染色体每个染色体你都要两端都要套上这个套子但是到了成年人的时候呢这个细胞里的这个端粒酵素的这个活性就慢慢慢慢下降好慢慢慢慢下降但是在成年的细胞里面这些细胞还是会分裂对不对是还是会随着时间分裂我们就可以想象每一次分裂的时候啊

有一个新的这个染色体出现端粒这一个套子呢虽然也是会被复制但是呢在复制的过程中间呢它会耗损掉一部分耗损掉一小部分所以细胞每一次分裂染色体两端的那个端粒子的保护装置都会

有一些耗损所以我们就可以想象怎么样想象在成年的细胞里面染色体的端粒子保护装置就有一点像是始终计算细胞分裂的跟年轮一样对就是说越短端粒子的长度越短表示越老或者他在太空时间待的越久对

所以这个就变成是我们过去谈过而且是一般人的常识了我们从来没有看过任何一个例子说端粒子会变长这个保护装置会变长所以这是第一次我看到就是说人上了太空以后细胞染色体的保护装置的长度会变长

对因为如果说他是变短或者说由于年老的缘故那这种可以理解但是变长是怎么回事对这个就变成是到现在我们还没有很明确的答案很明显这个是大自然丢给我们的一个问题一个谜团是问题是这个是斯卡凯利身上看到的嗯

是他特别呢还是这是一个普遍现象嗯因为这个现象只有一个人吗只在一个人身上看到啊那所以这个 NASA 就对这个问题也很有兴趣就陆陆续续从 2019 以后呢就开始陆陆续续找了 10 个太空人啊那

这些人在太空站都要待六个月以上的这个时间每次他们到太空站的时候呢就在地面那个时候你没有办法找到同卵双生的那个双胞胎兄弟了所以这个时候呢你就只能找怎么样只能找十位这个年龄性别等等的就是看起来是匹配的这个人还是实验组跟对照组对照组嘛

然后做同样的事情分析太空人在飞行前升空前在太空站中间跟回返地球之后白雪球染色体的端粒子长度有没有变化结果发现了这十位太空人在太空滞留的时间里面呢端粒子都变长了然后返回地球之后端粒子也会很快的缩短

然后甚至缩短到比它升空之前还短这个照我们过去的说法人因为老化染色体的端粒子的长度会变短

那他现在上了太空一次以后回来他的染色体的这个长度比他去太空之前还短是不是表示他的老化的速度变快了是在太空这几个月里面他的老化的速度变快了所以这是一个非常有趣的问题这是会重创太空发展事业不晓得这个发现那这个研究团队另外

做了一个我觉得很关键的实验就是说我们到高山怎么样因为太空站大概是距离地球 400 公里了研究团队接下来就是说我们如果在地球上他就找了两对登山的同卵双胞胎这两个也是一样让一个去爬喜马拉雅山珠穆朗玛峰

最高峰大概 8000 多公尺嘛嗯那然后发现这个去爬山的人到了山顶嗯他的端立子真的又变长了哦那但是下山之后呢这个端立子又会回复正常的水准会不会变短了更短了不会

没有变得比较老没有变得比较没有变得比较更短所以没有变得比较更老是那他留在低海拔的那一位双胞胎的兄弟呢他的细胞里的端粒子没有任何改变所以这个看起来端粒子的变化

会随着升高会随着在高空或者在太空站会有所变化这件事情大概是一个普遍的现象但是他会不会是因为重力的这个因素会不会是重力那现在很明显你在你在这个喜马拉雅山的山顶重力比较少吗重力没有差太多就是差别不足以形成就是嗯

到山顶 8000 公尺的山顶那个重力的影响其实是非常小的所以从这个地方看起来那不是重力的原因端粒子变长了不是因为重力的缘故不是因为重力变小的缘故那不是因为重力变小那可能还有什么原因那另外一个原因就是说可能是宇宙射线

宇宙辐射就是因为不管在高空在太空站其实都是会受到宇宙辐射的影响因为我们地球是有大气层还有地球的磁场保护我们让这些宇宙射线不会

穿透大气层打到我们但是你到了高山你到了太空站这个时候就有可能会接受到更多的宇宙辐射所以这个地方就其实变成非常有趣的一件事情就是国际太空站距离地球的高度是 460 公里它还是会受到地球磁场部分的保护

那他接受到的这个辐射的强度呢只有在这个月球上面的 38%所以登陆月球的太空人如果在月球上他受到的这个弹力子就应该会更强所以弹力子应该会变得更短所以他的弹力子应该会变得更短

所以这个变成是一个未来值得继续关注的一个课题周成功的生命科学刚才我们谈到了人在太空之中或者是在宇宙辐射的打击之下我们的断粒子一开始会变得比较长

可是当我们回到了正常的也就是地球有重力有大气层保护的范围之内的时候它会变短不但会恢复还会变得比常人更短比上太空之前更短这个

进入太空的太空人是专业的那平民呢我们前面不是说到有老百姓那普通老百姓怎么样因为现在开始普通老百姓也开始可以进入太空了不是普通老百姓有钱的老百姓有钱的老百姓那他们 NASA 就分析了 2021 年我们刚刚讲的 SpaceX 公司的他们的太空船

灵感四号太空船上的船员他在太空旅行前后端粒子的变化这是第一次首次的全平民太空人的太空任务这些太空人的年龄跨度高达 40 年所谓的年龄跨度就是年轻的跟年长差别对差别

结果发现所有太空人的细胞里面的端粒子在太空任务当中都变长了那其中有三名呢他返回地球之后是还是会表现这个就是他的端粒子呢会持续缩短的这个现象所以表示什么呢

灵感 4 号太空船在太空的任务这些人在太空只停留了三天表示即使是非常短暂的旅行就像比如说广告说一个周末的太空之旅都可能会引起细胞里面断粒子强度的变化断粒子强度的变化我们现在讲的都是人对不对是

你自然而然会想到其他的生物在太空中间细胞的燃色体的断粒子的长度会不会改变我们可以很简单的想到比如说植物因为

把植物送到太空在太空中做实验比较简单比你把送上一条猪或者送上两只猴子这个简单所以植物在太空中旅行它的断粒子强度会不会跟太空人一样发生变化去年去年科学家又做了这样的实验他们就把阿拉伯界

这是一个标准的这个现在研究植物的这个等于是标准的这个模型阿拉伯芥芥就是芥菜芥末的芥就是一种小的那种植物那把它摆种在培养民里面嗯首先呢先在四度的这个黑暗环境中间啊培养了 19 天然后实验组就被送到国际太空站嗯

那对照组还留在 Kennedy Space Center 是那这样子继续培养了 12 天然后太空站上跟这个地面就可以分别来分析这两群植物跟这个嫩叶细胞中间的这个断粒子长度嗯

结果呢结果这个出乎大家意料之外发现怎么样植物细胞里面的端粒子的长度在太空中间的变化跟太空人完全不同就是说阿拉伯界在太空里面细胞端粒子长度没有任何改变是等于说不管是根或者是论页里面的这个端粒子的长度呢完全没有改变嗯

但是另外他们也做了一个实验就是说因为我们知道我们刚刚已经讲过说在细胞里制造这个端粒子这个结构的这个酵素叫做端粒酵素叫端粒酵素所以他们就说这个端粒子的长度没有改变

那端粒酵素呢端粒酵素的活性是不是也没有改变呢这活性怎么量就是 activity 就是说这个酵素的作用很强了就是说端粒酵素是制造端粒子如果这个活性很强它就会制造很多活性很低它就制造的很少基本上就是这样的一个对应的关系了就是这样一个对应的关系

所以他们就继续去分析这个端粒酵素的活性在根在这个论液里面的这个情况结果让大家大吃一惊就是发现这个阿拉伯界的根在太空里面根的细胞它的端粒酵素的活性跟地面比起来增加了 100 倍增加了 150 倍那论液里面

这个端粒酵素的活性在太空中间也有增加但是没有根那么厉害增加了大概只有四倍所以这个就变成是一个非常非常出乎我们意料之外的因为我们过去在动物细胞里面我们通常会认为端粒子的这个强度跟端粒酵素的活性是有关系的比如说大家最熟知的一个例子就是癌细胞癌细胞

染色体它的端粒子的结构不会因为细胞分裂而变短它会维持它的长度它为什么可以维持它的长度呢现在我们知道就是癌细胞里面的端粒酵素的活性都很高所以你这个细胞分裂正常细胞分裂因为细胞里面没有端粒酵素所以这个端粒子的结构会因为耗损而变短

癌细胞它用了方法细胞里的这个端粒酵素增加活性增加所以它分裂的时候呢它的端粒子的强度呢不会缩短不会缩短所以这是一个我们过去大家对端粒酵素跟端粒子强度之间的关系等于是一个强势了已经变成一个强势那现在回到这里回到这个植物

它在太空中间它的端粒子的强度没有改变但是为什么它的端粒酵素的活性会增加到 150 倍这么高所以这是等于是我们第一次看到端粒酵素的活性跟端粒子的强度中间你可以把这两个东西分开就是端粒酵素它的作为它的功能

也许不只是在制造端粒子的结构他可能还有其他的功能这是我们过去从来不晓得的是他

可能有什么功能所以这就变成是一个非常重要的问题要回答这个问题科学家就继续在地面的实验室对阿拉伯界做了这样的一个很简单的实验这两组阿拉伯界都是在实验室中间培养然后一组我们说对照组

就实验室白天晚上有光照白天有光照晚上没有光照就是白天晚上各 12 小时另外一组同样在实验室中间培养但是让那一组一天光照是 24 小时没有晚上没有晚上

然后就发现恒定光照就是一天照 24 小时的这一组的阿拉伯键它叶片里面有一个很有趣的分子的浓度增加了就是双氧水 H2O2 双氧水增加了大概 50%同时这一组叶片里面的端粒酵素

活性增加了 12 倍这个告诉我们什么这告诉我们就是说这一组双氧水代表的是一种氧化的能力叶片里的氧化能力增加了端粒酵素的活性跟着增加但是端粒子的长度是没有改变的

所以表示这个端粒酵素活性的增加它其中有一个可能的目的就是要来修补这个氧化压力增加对细胞造成的伤害嗯

所以这个也是就说过去从来没有看过氧化可能是一个原因就可能氧化因为以 24 小时的光照让这个植物等于是进行光合作用进行了 24 小时随时都在进行光合作用而进行光合作用的时候它的呼吸作用怎么办

呼吸作用是一样光合作用有一个特点它会怎么样它会产生氧气表示这一实验组这个植物的叶片是 24 小时持续不断的在产生氧气所以当然对植物就会造成某种的我们随便讲叫做氧化压力了

就氧化伤害了你可以把它想象成是氧化伤害所以它造成氧化伤害的这个程度就比较大所以我们看到这个时候端倪酵素的活性会增加所以这个端倪酵素的活性的增加可能就是要来应对

这个氧化伤害的增加所以它不光是能够制造端粒子对它还有一个其他这个功能我们过去从来没看过也就是可能是扮演保护 DNA 使它免于受到氧化的灾害对所以我们从这样子来想那太空人在太空他的端粒子为什么会变强

有一个可能的原因就是他在太空说不定他细胞里的端粒酵素的活性也变长也增加也增加那这个端粒酵素活性增加造成端粒子强度的增加那这个端粒酵素为什么会增加就是就推就那个原因很可能跟重力没有关系

很可能是因为他在太空里面人在太空里面细胞接受了比较多的宇宙辐射以至于产生氧化损伤对就是宇宙辐射对细胞会产生伤害而那个伤害呢跟氧化伤害是很近的