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宇航员在经历了长时间的太空飞行回到地球后，经常会感到“腿软”，连站立都困难，这是因为宇航员的身体在太空中会出现骨钙的流失。在正常重力条件下，人体内的骨钙总是保持着动态平衡，生成量和流失量基本一致，但是在微重力条件下，这种平衡会被打破，宇航员骨钙流失的问题也成为了远距离太空旅行的一大难题。

美国国家航空航天局（NASA）正准备在本世纪的30年代将人类送上火星，这项为期三年的任务将使宇航员长期处于微重力状态，这将导致他们出现骨钙的大量流失。

但现在，NASA的科学家们发现了能产生促骨激素的转基因莴苣。有朝一日，宇航员们可以在太空中种植莴苣，只需日常食用就可以防止骨质流失。研究人员将在美国化学学会（ACS）春季会议上展示他们的研究结果。

此前对执行长期太空任务的宇航员进行的研究表明，他们平均每个月在太空中损失超过1%的骨钙，这种情况被称为骨质疏松症。“现在，国际空间站上的宇航员有一定的锻炼方案来保持骨量，”正在会议上介绍这项工作的研究人员凯文·耶茨（Kevin Yates）说。

“但他们一般不会在国际空间站停留超过6个月。”相比之下，到达火星需要大约10个月的时间，宇航员在返回地球之前将停留大约一年来研究火星。

这项为期三年的任务可能会让宇航员容易患骨质疏松症。一种含有人类甲状旁腺激素（PTH）肽片段的药物可以刺激骨形成，并有助于在微重力下恢复骨钙量，但它需要每天注射，而且运送大量的药物和注射器并在太空任务中使用是不切实际的。

因此凯文·耶茨和他的同事们希望找到一种方法，让宇航员自己制作，同时也能享用一些美味的绿色食品。而宇航员的日常饮食大多是罐装和冷冻干燥的，新鲜食品严重缺乏。

“宇航员可以携带莴苣转基因种子，这些种子非常小，你可以在一个拇指大小的小瓶里装几千颗种子，然后像种植普通莴苣一样种植它们。他们可以根据需要利用这些植物合成PTH等药物，然后吃掉这些蔬菜。”

在国际空间站，宇航员已经证明他们可以在这种资源有限的环境中种植普通莴苣。NASA的科学家们开发了一种转基因莴苣，可以让宇航员通过食物补充PTH，而不是注射。为了提高PTH在人体内的稳定性和生物利用度，他们在PTH基因序列上附加了另一种蛋白质片段，即人类抗体的片段结晶（Fc）结构域。之前的研究表明，Fc片段增加了附着的肽在血液中循环的时间，使其更有效。

研究人员通过用根癌农杆菌（实验室中常用的能将基因转移到植物上的一种细菌）感染莴苣细胞，将编码PTH-Fc的基因导入莴苣。然后，他们筛选了转基因莴苣植株及其后代以生产PTH-Fc。

初步结果表明，平均而言，每公斤新鲜莴苣中，这些植物产生约10-12毫克的改性肽激素。根据耶茨的说法，这意味着宇航员每天需要吃约380克莴苣才能获得足够剂量的骨激素。

研究人员说：“我们现在正在做的一件事是筛选所有这些转基因莴苣品系，以找到PTH-Fc表达最高的品种。到目前为止，我们只研究了其中的一些，我们发现平均含量为10-12毫克/千克，但我们认为我们能够进一步增加其含量。表达的程度越高，宇航员需要食用的莴苣量就越少。”

该团队还希望测试转基因莴苣在国际空间站上的生长情况，以及它是否能产生与地球上相同数量的PTH-Fc。

尽管研究人员还没有品尝过这种莴苣，因为它的安全性尚未确定，但他们预计它的味道将与普通莴苣非常相似，就像大多数其他转基因植物一样。研究人员还必须进一步优化PTH Fc的表达水平，然后他们将在动物模型和人类临床试验中测试莴苣安全预防骨质流失的能力。

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