微重力及模擬微重力環境對微生物的遺傳變異具有顯著影響:
1. 遺傳變異
機制與現象:
●基因表達調控改變:
微重力環境下,微生物(如大腸桿菌、沙門氏菌)的全局性基因表達譜發生變化,涉及應激反應(如氧化應激相關基因)、代謝通路(如鐵吸收)及生物膜形成相關基因(如csgD、bcsA)。
●DNA損傷與修復:
太空環境中的輻射暴露增加可能導致DNA損傷,但微重力本身可能抑制DNA修復效率(如RecA蛋白活性降低),加劇突變積累。
●水平基因轉移(HGT)增強:
微重力可能促進質粒或轉座子的轉移頻率,加速抗生素抗性基因傳播(如模擬微重力下細菌接合效率提高)。
研究案例:
●國際空間站(ISS)實驗中,近平滑假絲酵母(Candida parapsilosis)顯示基因組不穩定性和適應性突變增加。
●模擬微重力下,銅綠假單胞菌(Pseudomonas aeruginosa)的SOS應激反應通路激活,導致突變率上升。
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