根據(jù)將于6月13日發(fā)表在Regeneration上的一篇論文，在國際空間站上度過五周的扁蟲正在幫助由塔夫斯大學(xué)科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的研究人員研究正常重力和地磁場(chǎng)的缺失如何產(chǎn)生解剖學(xué)，行為學(xué)和細(xì)菌學(xué)后果。 。該研究對(duì)人類和動(dòng)物太空旅行者以及再生和生物工程科學(xué)具有重要意義。

由塔夫斯大學(xué)艾倫探索中心領(lǐng)導(dǎo)的研究人員試圖確定微重力和微地磁場(chǎng)如何影響渦蟲扁蟲(D. japonica)的生長(zhǎng)和再生，以及蠕蟲返回地球后是否會(huì)有任何變化。Planaria經(jīng)常被用于研究，因?yàn)樗鼈兊牟糠稚眢w被截肢時(shí)具有顯著的再生能力。了解太空中發(fā)生的事情以及返回地球后，可以更好地了解物理力量如何影響體形和細(xì)胞決策。

“在再生，發(fā)育和癌癥抑制過程中，身體模式受到物理力的影響，如電場(chǎng)，磁場(chǎng)，電磁場(chǎng)和其他生物物理因素。我們想要更多地了解這些力如何影響解剖學(xué)，行為該論文的通訊作者，Michael Levin，博士，Vannevar Bush生物學(xué)教授，塔夫茨大學(xué)艾倫探索中心主任和塔夫茨再生與發(fā)育生物學(xué)中心主任說。

“隨著人類轉(zhuǎn)向成為航天物種，重要的是我們推斷太空飛行對(duì)再生健康的影響，以便于醫(yī)學(xué)和空間實(shí)驗(yàn)室研究的未來，”萊文實(shí)驗(yàn)室的研究助理Junji Morokuma補(bǔ)充說。第一作者在紙上。

研究人員于2015年1月10日通過SpaceX Commercial Resupply Service Mission 5向太空發(fā)射了一組扁蟲。扁蟲要么全部放置，要么截肢，密封在用水填充一半，用空氣填充一半的管中。

同時(shí)，研究人員創(chuàng)造了兩套控制蠕蟲。其中一種活體蠕蟲以與空間對(duì)應(yīng)物相同的方式密封在泉水中，并在20攝氏度的黑暗中保持相同的時(shí)間。除質(zhì)譜分析外，這些蠕蟲用作所有實(shí)驗(yàn)的對(duì)照。在空間暴露的蠕蟲返回地球后，研究人員準(zhǔn)備了第二組蠕蟲，然后暴露于與空間暴露的蠕蟲相同的溫度變化。這些蠕蟲用于質(zhì)譜分析。

在太空中放置五周后，樣品在返回后立即進(jìn)行評(píng)估，并在20個(gè)月的過程中進(jìn)行評(píng)估。通過一系列行為，微生物和形態(tài)學(xué)測(cè)試，研究人員發(fā)現(xiàn)了空間和地球蠕蟲之間的許多差異。

最令人驚訝的是，研究人員發(fā)現(xiàn)其中一個(gè)截肢的碎片被送到太空再生成一種罕見的雙頭蠕蟲。塔夫茨大學(xué)的研究人員從未觀察到自發(fā)性的雙頭活動(dòng)，在超過18人年內(nèi)維持了僅僅在過去五年中涉及15,000多種對(duì)照蠕蟲的D. japonica群體。此外，當(dāng)研究人員從空間暴露的蠕蟲中截?cái)鄡蓚€(gè)頭時(shí)，無頭中間片段再生成雙頭蠕蟲，證明蠕蟲中發(fā)生的身體計(jì)劃修改是永久性的。

此外，發(fā)送到太空的整個(gè)蠕蟲經(jīng)歷了自發(fā)的裂變 - 將身體分裂成兩個(gè)或更多相同的個(gè)體 - 而他們的地球?qū)κ謩t沒有。然而，研究人員指出，由于空間和陸地蠕蟲所經(jīng)歷的溫度變化，觀察到的差異可能是由于溫度差異造成的。

返回后，來自太空旅行和家庭聚會(huì)的蠕蟲被轉(zhuǎn)移到含有新鮮泉水的培養(yǎng)皿中。雖然留在家中的蠕蟲表現(xiàn)出正常的行為，但是在太空中花費(fèi)時(shí)間的10只整個(gè)蠕蟲蜷縮起來并且部分癱瘓和不動(dòng)，在兩小時(shí)后恢復(fù)正常。這種行為表明，蠕蟲已經(jīng)改變了它們的生物狀態(tài)，以適應(yīng)在太空中的環(huán)境變化，對(duì)恢復(fù)正常的水性條件產(chǎn)生強(qiáng)烈反應(yīng)。

太空旅行和對(duì)照組蠕蟲對(duì)光的反應(yīng)也不同。返回地球20個(gè)月后，每組人員被放置在一個(gè)競(jìng)技場(chǎng)中，其中一半被紅光照亮，而平面圖則無法看到，其中一半被藍(lán)光照亮。一個(gè)自動(dòng)行為分析設(shè)備顯示，太空蠕蟲在黑暗中花費(fèi)了70.5%的時(shí)間，而基于地球的蠕蟲在黑暗中花費(fèi)了95.5%的時(shí)間。雖然由于樣本量較小，光線偏好的差異在統(tǒng)計(jì)上并不顯著，但蠕蟲之間的差異差異顯著且顯著。

研究人員還分析了平面植物的微生物組，并確定與對(duì)照組相比，空間蠕蟲的細(xì)菌群落之間存在顯著差異。通過分析在實(shí)驗(yàn)期間動(dòng)物居住的水的化學(xué)成分，研究人員確定暴露于空間會(huì)引起新陳代謝和/或分泌的明顯差異。

研究人員警告說，他們的實(shí)驗(yàn)面臨著許多不可避免的限制。對(duì)于地球控制組來說，很難在整個(gè)任務(wù)過程中匹配太空中蠕蟲所經(jīng)歷的溫度。未來的任務(wù)將使用來自太空的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)來微調(diào)地球上控制所經(jīng)歷的溫度。此外，雖然未來的實(shí)驗(yàn)會(huì)這樣做，但是沒有重復(fù)升空和飛濺的壓力。此外，蠕蟲的截肢是在地球上完成的，這是該任務(wù)協(xié)議的要求。理想情況下，這將在空間站完成，研究人員希望ISS宇航員愿意在將來在空間站上進(jìn)行這些實(shí)驗(yàn)。

研究人員打算通過確定適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)移后勤和未來任務(wù)條件，幫助建立在太空進(jìn)行渦蟲研究的協(xié)議。