美国宇航局将把一些幸运酵母送入充满辐射的深空

BioSentinel——听起来像是好莱坞的下一部科幻大片。实际上，它是 NASA 即将执行的任务之一，目的是研究辐射对人体细胞的长期影响。该任务由 NASA 艾姆斯研究中心的科学家执行，将是 40 多年前阿波罗 17 号以来首次在低地球轨道以外进行的生物实验。BioSentinel 的结果最终可能会改变人类实现深空探索梦想的方式。

为了让我们未来的宇航员能够安全进入太空深处并返回，科学家需要了解人类 DNA 在长期暴露于宇宙辐射时会发生什么。由于计划于 2030 年代中期进行载人火星任务，此类研究对于人类为深空生活做好准备至关重要。

科学家需要了解人类 DNA 长期暴露于宇宙辐射时会发生什么情况。

像斯科特·凯利这样的宇航员将在国际空间站生活一年，他们将受到比地球上生活的人更高浓度的辐射。由于地球的磁层——一个延伸 390 万英里的保护性磁场——我们地面上的人们可以免受太空中大部分危险的影响。然而，在磁层的安全之外，还有大量由太阳系外的剧烈辐射源产生的宇宙辐射。这些危险事件的源头可能来自宇宙中的任何地方：超新星、黑洞、伽马射线爆发等等。高能宇宙射线以极快的速度传播，只有遇到强大的力量才会停止，这就是为什么我们如此幸运地拥有自己的磁层。

长时间暴露在辐射下对 DNA 的损害极大；这些高电荷粒子实际上可以将双螺旋结构打断成两半。NASA 科学家希望通过 BioSentinal 了解这些断裂是如何在不同类型的辐射下发生的，以及细胞在穿越星际空间时是否能够修复断裂。该任务预计将持续 18 个月，以评估辐射暴露的长期影响。这意味着使用人类细胞不是一种选择，因为它们需要不断维护。相反，艾姆斯的科学家们转向了地球上最有用和最丰富的微生物之一：酵母。

酵母在厨房中可能特别有用，但在实验室中也很有用。酿酒酵母是生物学家测试辐射的理想工具，因为它的 DNA 修复机制与人类细胞中的机制相似。由于这些细胞在科学研究中被广泛使用，酵母成为第一个对其整个基因组进行测序的复杂生物。这种微小真菌的好处之一是它的基因组明显较小，因此其细胞大约每两小时复制一次，而人类细胞则需要大约十二个小时才能再生。这使得研究代际变化更加方便。

干酵母还可以在被水激活之前长时间处于静止状态。NASA 正利用这一原理开展为期 18 个月的实验。这艘酵母飞船上的弹药筒设计为一次“开启”一个。每个月，一个新的弹药筒都会让少量的水进入，在深空辐射爆发时“唤醒”酵母。按照真正的科学方法，将有三个相同的 BioSentinel 有效载荷作为对照。两个将留在地球上，一个将飞到国际空间站上，以测量低地球轨道辐射水平进行比较。

“它确实是目前最适合送上太空的生物，而且很可能是未来几年最适合送上太空的生物。”

BioSentinel 将搭乘有史以来最强大的火箭——太空发射系统的首飞 EM-1，这可谓是令人梦寐以求。探索任务 1 号将绕月球飞行一圈，然后返回地球。在将猎户座载人舱送入太空后，它将把载有 NASA 休眠酵母的 BioSentinel 立方体卫星释放到绕太阳运行的轨道上。然后，BioSentinel 的有效载荷将使用冷气体推进器和太阳能电池阵列将自身保持在以太阳为中心的轨道上，从技术上讲，它将进入行星际空间。那时，酵母就会得到唤醒的信号，开始进行一些科学研究。

“我认为使用酵母对科学家来说是一个很大的优势。我们可以迫使它们在不同温度下生长，并对它们进行基因改造。它确实是目前最好的生物体，而且很可能是未来几年最好的生物体，”艾姆斯研究中心 BioSentinel 科学家 Sergio Santa-Maria 博士说。利用 BioSentinel 收集的数据，NASA 研究人员可以让人类探索火星以外的地区，比如木卫二或当地的小行星。不过有一件事是肯定的，这些酵母将前往以前没有酵母去过的地方。