空間輻射與微重力的協(xié)同生物學(xué)效應(yīng)研究.pdf

1、空間輻射和微重力作為空間特有的環(huán)境誘發(fā)人體損傷機(jī)制一直是該領(lǐng)域的前沿問題。關(guān)于兩個(gè)空間環(huán)境是否有協(xié)同效應(yīng)一直沒有定論。為從生物個(gè)體層面上解析空間輻射和微重力間的協(xié)同生物學(xué)效應(yīng)關(guān)系及其參與的功能基因和miRNA，本研究利用“神舟八號(hào)”飛船中設(shè)定的固定培養(yǎng)裝置（含微重力和空間輻射的綜合環(huán)境）、1g離心培養(yǎng)裝置（抵抗微重力的空間輻射環(huán)境）及地面對(duì)照裝置，對(duì)野生型、dys-1突變株（微重力感受缺陷型）和ced-1突變株（輻射損傷修復(fù)缺陷型）da

2、uer期線蟲進(jìn)行了16.5天空間飛行和地面對(duì)照樣品的處理，飛行后對(duì)每個(gè)處理組收集約2000只線蟲進(jìn)行mRNA和miRNA表達(dá)芯片處理，并對(duì)功能基因組特征、生物學(xué)過程和信號(hào)通路進(jìn)行了分析。
　　結(jié)果發(fā)現(xiàn)空間綜合環(huán)境比空間輻射環(huán)境，誘導(dǎo)了近兩倍多的功能基因組表達(dá)變化，主要涉及蛋白質(zhì)磷酸化/去磷酸化、組氨酸代謝及DNA修復(fù)和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的基因變化;空間輻射環(huán)境誘導(dǎo)了物質(zhì)代謝和生長(zhǎng)發(fā)育過程相關(guān)功能基因表達(dá)變化。這些變化在重力感知缺dys-

3、1突變體中明顯減弱，但增加了參與脂類、氨基酸及糖類代謝過程的基因變化。說明在16.5天空間飛行中，微重力是一個(gè)主要空間逆境誘因，其誘導(dǎo)的生物學(xué)效應(yīng)需要生物個(gè)體的重力感受機(jī)制參與。通過比對(duì)野生型線蟲，發(fā)現(xiàn)輻射敏感性相關(guān)的ced-1突變體對(duì)兩種空間環(huán)境的處理都影響了蛋白質(zhì)磷酸化/去磷酸化過程相關(guān)功能基因的變化，而空間綜合環(huán)境還誘導(dǎo)了胞外基質(zhì)構(gòu)建過程和DNA修復(fù)通路變化，空間輻射環(huán)境誘導(dǎo)了AKT相關(guān)信號(hào)通路變化，提示ced-1基因突變?cè)鰪?qiáng)了線

4、蟲對(duì)輻射損傷響應(yīng)的敏感性。解析DNA損傷響應(yīng)(DDR)過程轉(zhuǎn)錄組發(fā)現(xiàn)，微重力可能通過對(duì)DNA損傷信號(hào)感受/執(zhí)行和傳導(dǎo)功能基因的刺激，啟動(dòng)了DDR過程中更多的損傷和修復(fù)相關(guān)基因的變化。ced-1基因的突變使得線蟲在空間綜合環(huán)境中啟動(dòng)了更多的DDR該過程中DNA修復(fù)和細(xì)胞凋亡執(zhí)行基因的變化，而且miR-124，-80家族等miRNA也可能參與了調(diào)控。
　　本研究從個(gè)體水平上解析了內(nèi)因和外因相互作用對(duì)空間環(huán)境調(diào)控的分子機(jī)制，為空間環(huán)境對(duì)