□王馨立
安娜·索菲娅是个相当聪明的姑娘,她4岁时就想遨游太空,现在她已17岁,正大步跨向儿时的梦想。
2017年,为了更好地了解宇航员是如何保持他们的健康的,美国有300多名中学生破天荒地参加了这个把基因项目送进太空的竞赛,安娜·索菲亚有幸成为惟一被该项目选中的学生。
2017年4月,美国航空航天局让安娜·索菲娅的研究项目搭乘猎鹰号火箭飞往国际空间站。几天后,宇航员在国际空间站上开展了这个实验。
在太空,宇航员要体验微重力即失重状态,由于失去了地球大气层的保护,他们还要暴露在辐射环境中,同时还得忍受更大的心理压力,这些都可能影响宇航员的健康。一直以来,美国航空航天局对宇航员在太空的身体、心理状况进行测试。例如,有两个美国宇航员是双胞胎兄弟,哥哥名叫马克,现已退休,弟弟斯科特在太空待了近一年。科研人员对他们兄弟俩进行了测试,结果发现:弟弟返回地球后,身体被拉长大约5厘米,肌肉萎缩,皮肤变得易过敏。虽然两人的基因几乎完全相同,但经历了太空生活后,弟弟的身体状况发生了很大的改变。
安娜·索菲娅说,她在很小的时候,就知道宇航员在太空生活时要比地球上更容易生病,因为他们的免疫系统弱化了。为此,她开始学习有关太空和人类身体方面的知识。通过学习,安娜·索菲娅知道,太空飞行会导致人的DNA发生变化。在研究中她还发现,环境也会影响人的健康,其途径是通过微妙的DNA核外遗传。
基因研究项目要顺利开展,需要使用一种新的器械——微型的PCR机,该装置能把DNA复制成数以百万计的微小模块,以此来帮助科学家进行研究。
安娜·索菲娅和指导老师、麻省理工学院生物学研究生霍利·克利斯坦森一起,研发出两个相同的程序来进行操作,一个在地球上,一个在国际空间站,这样做的目的是,看微型PCR机是否在太空也能像在地球上一样工作。
基因研究项目被选中后,安娜从斑马鱼鱼苗体内提取出DNA样本,然后复制了另一套相同的样本,一套随微型PCR机一起发送到太空,另一套利用PCR机在地球上进行研究,这样就可以不间断地比较两项实验的结果。借助斑马鱼鱼苗的DNA,研究者可以通过核外遗传的变化,寻找到标记物,以它作为标准或者参照,验证微型PCR机在太空工作是否与在地球上工作一致。
2017年4月,部分实验品搭载火箭从肯尼迪航天中心发射升空送往国际空间站,安娜作为代表出席了发射新闻发布会,在观看火箭发射时,她感叹道:“简直难以相信正在发生的一切!”
实验品到达国际空间站后,英国宇航员蒂娜·皮克把微型PCR机打开,这是人类第一次在太空做复制DNA的研究,而且在地球上,相同的实验同时进行。一个月后,皮克安全降落在太平洋,把样品带回地球。安娜通过国际空间站的视频信号,对皮克做出的贡献表示由衷的感谢。
安娜取回来自太空的样品,立即与地球上的实验结果进行分析和比较,结果与她所预计的完全一致,这也证实微型PCR机在太空能够正常运转。安娜认为:“这个实验说明,我们现在可以利用它来探索宇航员在太空的DNA变化以及可能会影响他们健康的因素了。”