與微重力特有的選擇性生長壓力相關的酵母基因型和表型變化有哪些？
研究領域：微生物學 考察人數：27/28 首席研究員： ● Timothy G. Hammond，MBBS，達勒姆榮民事務醫療中心，北卡羅來納州達勒姆
研究目标 與微重力特有的選擇性生長壓力相關的酵母基因型和表型變化 (Micro-4) 研究通過使用酵母缺失系列研究酵母細胞如何适應空間環境的獨特方面；酵母菌株的集合，其中每個基因都被單獨敲除。
以這種方式，可以分析酵母缺失系列中每個菌株的選擇性生長。
地球效益 基礎空間生物學 (FSB) 利用空間環境來探索地球上生命的基本性質，以加強對生命如何響應地球和太空實體力的了解。
空間效益 使用酵母删除系列直接評估細胞群世代選擇壓力是一項關鍵實驗，可直接解決長期太空占用的生物完整性和基于生命的支援系統的風險。
這項研究的結果使研究人員能夠從全球視角了解在微重力條件下在生存中發揮作用的基因，并能夠更透徹地了解微重力對模式生物的影響。期望在酵母中觀察到的可能在哺乳動物細胞中具有類似的效果。
調節機制在酵母和哺乳動物細胞之間很大程度上是保守的，這一觀察結果支援了這一點。
太空飛行對微生物基因表達和毒力 (MICROBE) 的影響 研究領域：微生物學 考察：13 首席研究員： ● Cheryl A. Nickerson，博士，亞利桑那州立大學，坦佩，亞利桑那州
研究目标 微生物實驗調查了太空飛行環境對 3 種模型微生物病原體的毒力（感染能力）的影響：鼠傷寒沙門氏菌、銅綠假單胞菌和白色念珠菌，根據之前的太空飛行任務，它們已被确定為對機組人員健康的潛在威脅。
地球益處 通過了解太空飛行引起的微生物遺傳和毒力變化的獨特範圍，該實驗可以産生寶貴的知識，進而推動疫苗開發和其他治療方法的進步，以治療、預防和控制地球和太空中的傳染病。
空間效益 這一單次飛行實驗的結果可以提供有關空間環境中病原體威脅的重要資訊，這有助于開發診斷工具來監測大氣、水和表面是否存在這些微生物。
了解這些生物體對太空飛行的分子反應是一個必要的步驟，它極大地有助于開發滿足供應和儲存不含微生物污染物的飲用水要求的系統。
此外，确定航天飛行對基因和蛋白質造成的變化，為預防和控制傳染病的藥理學幹預提供了新的靶點，最終促進了對月球和火星的安全和富有成效的長期探索。
結果 人類在太空中的存在，無論是永久的還是暫時的，都伴随着微生物的存在。然而，微生物在太空飛行任務中對生長的反應尚不完全清楚。雖然多項航天研究調查了在航天飛行期間培養時微生物特性的變化，但微生物實驗是第一個研究與地球上的機組人員和公衆相關的幾種微生物的毒力和基因表達變化的實驗。
調查的生物體是腸道沙門氏菌、鼠傷寒沙門氏菌、銅綠假單胞菌和白色念珠菌。在乘坐 STS-115 傳回地球後的幾個小時内，在太空中生長的鼠傷寒沙門氏菌被用來感染小鼠，以确定該生物體的緻病潛力（毒力）。
與感染地面對照的小鼠相比，感染太空培養細菌的小鼠死亡時間縮短，死亡率增加（Wilson 2007）。為了更好地了解為什幺太空培養的培養物毒性更強，對基因表達進行了分析。
與地球上生長相同的培養物相比，在太空中生長的鼠傷寒沙門氏菌表達了總共 167 個不同的基因。令人驚訝的是，許多通常與毒力增加相關的基因并未受到差異調節。也許最有趣的發現是調節蛋白 Hfq 似乎在響應航天文化的基因表達改變中發揮作用。
這一發現首次确定了微生物在太空中生長時發生變化的潛在機制。另一項發現檢測到太空飛行期間生長的微生物形态發生了變化。顯示出更大的細胞聚集和與細菌生物膜相關的細胞外基質的形成。
由于細胞外基質的形成有助于提高細菌在各種條件下的存活率，是以這種生物膜表型表明細菌反應發生了變化，這與毒力增加有關。在 STS-115 上還培養了銅綠假單胞菌 (Crabbé 2011)。
作者觀點
将太空培養的培養物與在地球上同樣培養的培養物進行比較表明，167 個基因受到差異調節，其中許多與鼠傷寒沙門氏菌中觀察到的基因不同。然而，一個關鍵的相似之處是，在對資料進行分析時，Hfq 再次被确定為許多差異調節基因的關鍵調節因子。
這一發現強化了 Hfq 在微生物對太空飛行的反應中的作用，并表明這種反應可能在物種間進化上是保守的。差異調節的基因表達資料還表明，許多銅綠假單胞菌的毒力特征可能會随着航天培養而增加。白色念珠菌的結果仍在評估中并準備釋出。
