【摘 要】
：
目的：空间环境具备失重、高真空、微磁场和粒子辐射等特点,能够影响微生物的生物学形态和表型改变.本研究借助神舟八号飞船,搭载了肺炎克雷伯菌进入太空进行实验.对回收的肺炎克雷伯菌进行形态学以及比较基因组学的研究,以期发现经过空间飞行后肺炎克雷伯菌的变化及其机制.方法：对返回地面的肺炎克雷伯菌株进行16s测序鉴定菌株.革兰氏染色,光镜下观察肺炎克雷伯菌形态学变化.对空间飞行肺炎克雷伯菌株和地面对照株进行
【出 处】
：
中国空间科学学会空间生命专业委员会第二十届学术研讨会暨中国宇航学会航天医学工程与空间生物学专业委员会第四届学术研讨会
论文部分内容阅读
目的：空间环境具备失重、高真空、微磁场和粒子辐射等特点,能够影响微生物的生物学形态和表型改变.本研究借助神舟八号飞船,搭载了肺炎克雷伯菌进入太空进行实验.对回收的肺炎克雷伯菌进行形态学以及比较基因组学的研究,以期发现经过空间飞行后肺炎克雷伯菌的变化及其机制.方法：对返回地面的肺炎克雷伯菌株进行16s测序鉴定菌株.革兰氏染色,光镜下观察肺炎克雷伯菌形态学变化.对空间飞行肺炎克雷伯菌株和地面对照株进行生长曲线的测定.使用纸片法对肺炎克雷伯菌进行青霉素G、氨苄青霉素、头孢唑林、头孢他啶、头孢三嗪、阿奇霉素、环丙沙星、林可霉素、万古霉素、复方新诺明、氯霉素、舒普深、丁胺卡那、链霉素、美满霉素、美罗培南、哌拉西林/他唑巴坦等1 7种抗生素耐药性检测.同时为检测肺炎克雷伯菌毒力的变化进行溶血检试验.用Biolog的方法对肺炎克雷伯菌的生化代谢谱进行检测.采用高通量Illumina测序技术对地面对照组LCT-KP214,空间飞行菌株LCT-KP 182和LCT-KP289样品的DNA进行90bp的Paired-End测序.对产出的数据进行De novo组装.对测序得到的基因进行基因预测及注释分析.并对空间飞行肺炎克雷伯菌株和地面对照菌株进行比较基因组学分析,包括进化分析、共线性及重排分析、质粒鉴定及差异分析、SNP分析及注释、InDel差异分析及注释、Core Pan分析等.结果：空间飞行肺炎克雷伯菌株LCT-KP 182和LCT-KP289与对照组LCT-KP214相比较,在形态学上没有明显的变化；同样细菌的生长曲线在经过空间飞行后也没有明显的变化.经过空间飞行后肺炎克雷伯菌对头孢唑林、头孢他啶和复方新诺明的耐药性增强.溶血实验显示,空间飞行肺炎克雷伯菌株LCT-KP 182具有明显的溶血环,而地面对照株LCT-KP214和另一株空间飞行菌株LCT-KP289没有出现明显的溶血改变.Biology生化代谢谱提示LCT-KP182与地面对照组LCT-KP214相比较,在夫西地酸、D-丝氨酸、醋竹桃霉素、米诺环素、林可霉素、盐酸胍、Niaproof4、万古霉素、四氮唑紫、四氮唑蓝等相关代谢上有差别；LCT-KP289与地面对照组LCT-KP214相比较,在D-海藻糖、N-乙酰神经氨酸、D-甘露醇、肌醇、粘液酸、D型砂糖、α-酮戊二酸等相关代谢上有差别.比较基因组学共线性分析显示经过空间飞行后肺炎克雷伯菌的基因组没有发生明显的变化.SNP分析显示,空间飞行肺炎克雷伯菌LCT-KP 182具有13个SNP位点,LCT-KP289具有73个SNP位点,而且这些位点大都是杂合的多态性位点.而InDel分析显示经过空间飞行后肺炎克雷伯菌的基因组并没有发生基因的插入和缺失突变.质粒鉴定及差异分析显示空间飞行肺炎克雷伯菌LCT-KP 182和LCT-KP289的序列片段C3485是具有环化关系的质粒,其测序深度与地面对照株LCT-KP214相比存在差异,即与LCT-KP214相比,这个质粒在LCT-KP 182中的拷贝数明显增加了约一倍,而在LCT-KP289中的拷贝数又明显减少了约二分之一.比较基因组学分析,空间飞行菌株LCT-KP 182与地面对照菌株LCT-KP214比较,有138个基因上调,344个基因下调,GO功能富集分析显示这些差异表达基因与碳水化合物运输相关；空间飞行菌株LCT-KP289与地面对照菌株LCT-KP214比较,有436个基因上调,2027个基因下调,GO功能富集分析显示这些基因与细菌细胞定位和转运相关；两个空间飞行株LCT-KP 182和LCT-KP289比较提示两株突变株在糖的转运活性方面存在不同.在LCT-KP289菌株中,我们发现了30个耐药基因,而地面对照LCT-KP214菌株发现了20个耐药基因.进一步发现LCT-KP289磺胺耐药性增加可能与sul1基因的调控改变有关.结论：本研究揭示了空间环境可以使肺炎克雷伯氏菌生物学性状和基因组、转录组发生改变.这些数据对将来空间环境对微生物的影响研究具有重要的参考意义.
其他文献
目的 团队是执行任务的基本单位，团队成员的个人协作配合能力会直接影响到团队整体效能，在选拔的过程中对个人协作配合能力进行测评是十分必要的，然而当前缺乏可应用于选拔的评价手段。本文提出一项模拟协作任务测试——围堵任务，以人机对话的形式对个人协作配合能力进行测评。方法 依据已有研究指出的团队四项基本标准，模拟一种多人围堵目标的团队合作情景，通过电脑代替队友的形式实现情景的标准化，选用测试结果中的失败次
空间敏感的分子标记物的筛选对于空间环境的风险评估以及快速预警具有重要意义。本研究利用神舟8号飞船搭载实验平台,采用野生型dauer期的秀丽隐杆线虫作为受试生物,分别测定了空间综合、空间辐射以及地面环境下,线虫全基因组表达谱的变化；使用耦合多任务筛选算法,即包括四分位距(IQR)、方差分析(ANOVA)以及随机森林(Random Forests,RF),筛选三种不同的暴露处理条件下的敏感分子标记物。
宇宙生物学是在宇宙演化的框架下研究宇宙(包括地球)生命的起源与进化的新兴学科.它拓展了研究生命的领域,使科学家把视野投向地球以外的行星、彗星乃至整个宇宙,希望研究宇宙的历史来揭示生命起源、进化和分布的谜团.宇宙生物学的研究范围包括：研究生命前体的化学进化；追溯地球上生命的历史,直至可能的共同祖先；从可居住性的角度来研究太阳系中的行星及其卫星的环境；寻找其它具有可居住性的星球.因此,宇宙生物学和宇宙
趋磁细菌是一类因体内含有磁性颗粒(即磁小体)而具有趋磁特性的革兰氏阴性菌。本文利用补偿式亚磁空间研究其对趋磁螺菌AMB-1生长、磁小体形成的影响。在亚磁空间环境(小于500 nT)中培养不同初始状态的趋磁螺菌AMB-1,测量其生长量、产磁量和铁吸收以及利用透射电镜观察细胞及其磁小体的形态在地磁场和亚磁空间下的差异。对于含有磁小体的趋磁螺菌AMB-1接种培养,结果显示亚磁空间抑制AMB-1在平台期的
亚磁环境是深空探测中将面临的不同于地球的主要环境因素之一。研究表明，亚磁场暴露导致动物行为异常并影响多项生理指标，但亚磁生物效应机制尚不清楚。我们用反馈式补偿线圈建立了可用于动物饲养的亚磁环境，并对连续处理一个月后的成年小鼠的运动能力和生理生化指标进行了系统的检测。结果表明，在亚磁场处理过程中，动物的体重和饮食、血清主要氧化应激指标没有产生显著变化，但血清中性粒细胞比率增加。动物行为学检测表明，亚
随着我国探月工程及火星计划的开展，载人航天空间活动逐渐走向地外空间。地外空间的环境磁场远低于地磁场，属于亚磁场的范畴(磁场强度小于5000nT)。研究表明，亚磁场对学习记忆，运动能力等的多个方面生命活动都会产生负面效应，因此，亚磁场是宇航员必须面临的潜在环境风险因素。然而，亚磁场生物学效应的细胞分子机制依然不清楚。本实验室前期研究表明，亚磁场可能及其响细胞骨架结构和相关活动，本工作进一步证明人类神
随着航天事业的发展，全球范围的各个国家越来越重视外太空的探索，目前已有多个发达国家建立了自己的空间站。空间站医学保障研究的一个中心问题，就是对常见病原菌感染的有效防治。屎肠球菌是人及动物肠道中正常菌群的一部分，当宿主机体免疫力下降时，机体与肠球菌之间的共生状态失衡，进入其他组织和器官繁殖并引起损伤。近年来，由于抗菌药物的广泛使用，屎肠球菌感染已成为院内感染的主要原因，且耐药现象普遍，治疗难度大。寄
表观遗传学是研究在没有细胞核DNA序列改变的情况下，基因功能的可逆的、可遗传的改变.这些改变包括DNA的修饰(如甲基化修饰)、RNA干扰、组蛋白修饰等，这些改变的异常将影响染色质结构和基因的表达，导致复杂综合征、多因素疾病以及癌症.研究已发现，在包括结肠癌、前列腺癌、乳腺癌和血癌在内的许多癌症中，表观遗传变化都是罪魁祸首.表观遗传过程受到饮食、生活方式、环境等外部因素的影响.表观遗传网络作为整合细
美国近年来通过美国国家航空航天局(NASA)内设立的空间生命科学和物理学主管部门和NASA以合同形式授权的公益组织一空间科学研究促进中心(CASIS),双管齐下扩大利用国际空间站开展空间生命科学研究的机会,短期内取得了较大进展.本文介绍在官方、非官方渠道共同推动下的美国ISS上空间生命科学研究的新动向,重点是近年来ISS在空间生命科学领域发布的新项目指南及其项目遴选情况.一、NASA方面按照美国国
在空问站内长期执行任务的宇航员体内会发生严重的骨矿流失问题，空间微重力环境是导致此种骨结构重建的主要因素，但其细胞/分子机制仍不清楚。骨组织的结构重建主要由其内部负责骨形成的成骨细胞和负责骨吸收的破骨细胞来动态调控，前者由骨髓间充质干细胞分化而成，而后者来源于造血干细胞。阐明骨组织细胞的力学生物学机制对于了解微重力环境如何调控以上骨重建过程具有重要意义。成骨或破骨过程分别以钙的沉积或溶解为特征，同