“太空生菜”可以减少宇航员骨质流失

未来,第一批前往火星的人类将面临各种挑战。其中一个挑战,已经被讨论了很多次,但还没有潜在的解决方案,这就是在为期三年的任务中宇航员可能会有大量的骨密度损失。在国际空间站的微重力环境下,宇航员的骨密度每月会下降1%。如果,他们只在空间站待6个月,这没什么大不了的,但两次为期10个月的火星太空之旅可能会令人担忧。现在,一组研究人员想出了一个解决办法 —— 让宇航员多吃沙拉。

“太空生菜”可以减少宇航员骨质流失插图

生菜通常被用作沙拉的基础原料,但它通常的形式对骨密度并不是特别有益。然而,一种被称为“人类甲状旁腺激素(PTH)”多肽片段可以刺激骨骼生长,从而对抗骨质减少症,即低重力环境导致的骨密度损失。一般来说,甲状旁腺激素是注射的,但这在太空任务中可能不可行 —— 提供必要数量的药物所需的血清和注射器发射起来会非常昂贵。

幸运的是,注射并不是获得药物的唯一途径。在某些情况下,它们可以直接食用。到目前为止,还没有人费心去研究甲状旁腺激素,但现在加州大学戴维斯分校的研究生凯文·耶茨(Kevin Yates)和他的同事们已经开发出一种可以表达甲状旁腺激素的转基因生菜。他们在三月份的美国化学学会年会上展示了他们的研究。

为了培育出这种转基因生菜,研究小组采用了一种标准技术,给植物一种特定的基因 —— 他们用一种“根癌农杆菌”感染了它。在初步研究中,这种细菌似乎发挥了良好的作用,使生菜每公斤产生10-12毫克甲状旁腺素。按照目前的水平,每个宇航员每天必须吃大约8杯生菜,以获得足够的甲状核激素,避免骨质流失,但凯文·耶茨也承认这是“相当大的沙拉量”。

好在还有改进的空间。一个潜在的假设是,这种植物产生的甲状旁腺素只有10%会进入人体系统,但这一点尚未得到证实。到目前为止,研究人员还没有感染他们的改良作物,因为他们正在等待动物研究的结果来证明其安全性。 如果其他转基因作物有任何迹象,莴苣应该可以安全食用,味道应该与传统品种相似。

转基因作物的一个优势是,科学家可以选择具有他们正在寻找的特性的最高比率的品种,并继续尝试改进最佳品种。耶茨和他的同事们希望用他们创造的生菜来实现这一目标,有可能显著提高产量。

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上图:生菜不会是太空中唯一的绿叶蔬菜。

一旦他们找到了他们满意的菌株,他们就会想要在空间站上测试它。这将不是宇航员第一次在国际空间站种植生菜,但值得检查的是,这种经过改良的品种在微重力下是否会产生任何令人衰弱的副作用。如果没有的话,发射这些微小的种子将是相对简单和廉价的,这些种子最终可能会长成成熟的生菜,来生产 PTH。

但是,这种生菜并不是唯一有用的地方 —— 地球上还有一些地区缺乏传统药物,甲状旁腺激素的缺乏,可能会导致这些人群的退行性骨病。在世界上的这些地区,这种新的生菜品种可以减少骨密度的损失,而不是用大规模和持续的药物治疗。

这一切是否会实现仍是未知数。美国宇航局要到21世纪30年代才会计划第一次火星任务,所以,还有很多时间来完善作物。而且,执行这项任务的宇航员可能会每天享用一次美味的、不冷冻的多叶食物。如果它能帮助他们避免骨骼衰弱,那就更完美了。

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