宇航員在經歷了長時間的太空飛行回到地球后，經常會感到“腿軟”，連站立都困難，這是因為宇航員的身體在太空中會出現骨鈣的流失。在正常重力條件下，人體內的骨鈣總是保持著動態平衡，生成量和流失量基本一致，但是在微重力條件下，這種平衡會被打破，宇航員骨鈣流失的問題也成為了遠距離太空旅行的一大難題。

美國國家航空航天局（NASA）正準備在本世紀的30年代將人類送上火星，這項為期三年的任務將使宇航員長期處于微重力狀態，這將導致他們出現骨鈣的大量流失。

但現在，NASA的科學家們發現了能產生促骨激素的轉基因萵苣。有朝一日，宇航員們可以在太空中種植萵苣，只需日常食用就可以防止骨質流失。研究人員將在美國化學學會（ACS）春季會議上展示他們的研究結果。

此前對執行長期太空任務的宇航員進行的研究表明，他們平均每個月在太空中損失超過1%的骨鈣，這種情況被稱為骨質疏松癥。“現在，國際空間站上的宇航員有一定的鍛煉方案來保持骨量，”正在會議上介紹這項工作的研究人員凱文·耶茨（Kevin Yates）說。

“但他們一般不會在國際空間站停留超過6個月。”相比之下，到達火星需要大約10個月的時間，宇航員在返回地球之前將停留大約一年來研究火星。

這項為期三年的任務可能會讓宇航員容易患骨質疏松癥。一種含有人類甲狀旁腺激素（PTH）肽片段的藥物可以刺激骨形成，并有助于在微重力下恢復骨鈣量，但它需要每天注射，而且運送大量的藥物和注射器并在太空任務中使用是不切實際的。

因此凱文·耶茨和他的同事們希望找到一種方法，讓宇航員自己制作，同時也能享用一些美味的綠色食品。而宇航員的日常飲食大多是罐裝和冷凍干燥的，新鮮食品嚴重缺乏。

“宇航員可以攜帶萵苣轉基因種子，這些種子非常小，你可以在一個拇指大小的小瓶里裝幾千顆種子，然后像種植普通萵苣一樣種植它們。他們可以根據需要利用這些植物合成PTH等藥物，然后吃掉這些蔬菜。”

在國際空間站，宇航員已經證明他們可以在這種資源有限的環境中種植普通萵苣。NASA的科學家們開發了一種轉基因萵苣，可以讓宇航員通過食物補充PTH，而不是注射。為了提高PTH在人體內的穩定性和生物利用度，他們在PTH基因序列上附加了另一種蛋白質片段，即人類抗體的片段結晶（Fc）結構域。之前的研究表明，Fc片段增加了附著的肽在血液中循環的時間，使其更有效。

研究人員通過用根癌農桿菌（實驗室中常用的能將基因轉移到植物上的一種細菌）感染萵苣細胞，將編碼PTH-Fc的基因導入萵苣。然后，他們篩選了轉基因萵苣植株及其后代以生產PTH-Fc。

初步結果表明，平均而言，每公斤新鮮萵苣中，這些植物產生約10-12毫克的改性肽激素。根據耶茨的說法，這意味著宇航員每天需要吃約380克萵苣才能獲得足夠劑量的骨激素。

研究人員說：“我們現在正在做的一件事是篩選所有這些轉基因萵苣品系，以找到PTH-Fc表達最高的品種。到目前為止，我們只研究了其中的一些，我們發現平均含量為10-12毫克/千克，但我們認為我們能夠進一步增加其含量。表達的程度越高，宇航員需要食用的萵苣量就越少。”

該團隊還希望測試轉基因萵苣在國際空間站上的生長情況，以及它是否能產生與地球上相同數量的PTH-Fc。

盡管研究人員還沒有品嘗過這種萵苣，因為它的安全性尚未確定，但他們預計它的味道將與普通萵苣非常相似，就像大多數其他轉基因植物一樣。研究人員還必須進一步優化PTH Fc的表達水平，然后他們將在動物模型和人類臨床試驗中測試萵苣安全預防骨質流失的能力。

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