与微重力特有的选择性生长压力相关的酵母基因型和表型变化有哪些？
研究领域：微生物学 考察人数：27/28 首席研究员： ● Timothy G. Hammond，MBBS，达勒姆退伍军人事务医疗中心，北卡罗来纳州达勒姆
研究目标 与微重力特有的选择性生长压力相关的酵母基因型和表型变化 (Micro-4) 研究通过使用酵母缺失系列研究酵母细胞如何适应空间环境的独特方面；酵母菌株的集合，其中每个基因都被单独敲除。
以这种方式，可以分析酵母缺失系列中每个菌株的选择性生长。
地球效益 基础空间生物学 (FSB) 利用空间环境来探索地球上生命的基本性质，以加强对生命如何响应地球和太空物理力的理解。
空间效益 使用酵母删除系列直接评估细胞群世代选择压力是一项关键实验，可直接解决长期太空占用的生物完整性和基于生命的支持系统的风险。
这项研究的结果使研究人员能够从全球视角了解在微重力条件下在生存中发挥作用的基因，并能够更透彻地了解微重力对模式生物的影响。期望在酵母中观察到的可能在哺乳动物细胞中具有类似的效果。
调节机制在酵母和哺乳动物细胞之间很大程度上是保守的，这一观察结果支持了这一点。
太空飞行对微生物基因表达和毒力 (MICROBE) 的影响 研究领域：微生物学 考察：13 首席研究员： ● Cheryl A. Nickerson，博士，亚利桑那州立大学，坦佩，亚利桑那州
研究目标 微生物实验调查了太空飞行环境对 3 种模型微生物病原体的毒力（感染能力）的影响：鼠伤寒沙门氏菌、铜绿假单胞菌和白色念珠菌，根据之前的太空飞行任务，它们已被确定为对机组人员健康的潜在威胁。
地球益处 通过了解太空飞行引起的微生物遗传和毒力变化的独特范围，该实验可以产生宝贵的知识，从而推动疫苗开发和其他治疗方法的进步，以治疗、预防和控制地球和太空中的传染病。
空间效益 这一单次飞行实验的结果可以提供有关空间环境中病原体威胁的重要信息，这有助于开发诊断工具来监测大气、水和表面是否存在这些微生物。
了解这些生物体对太空飞行的分子反应是一个必要的步骤，它极大地有助于开发满足供应和储存不含微生物污染物的饮用水要求的系统。
此外，确定航天飞行对基因和蛋白质造成的变化，为预防和控制传染病的药理学干预提供了新的靶点，最终促进了对月球和火星的安全和富有成效的长期探索。
结果 人类在太空中的存在，无论是永久的还是暂时的，都伴随着微生物的存在。然而，微生物在太空飞行任务中对生长的反应尚不完全清楚。虽然多项航天研究调查了在航天飞行期间培养时微生物特性的变化，但微生物实验是第一个研究与地球上的机组人员和公众相关的几种微生物的毒力和基因表达变化的实验。
调查的生物体是肠道沙门氏菌、鼠伤寒沙门氏菌、铜绿假单胞菌和白色念珠菌。在乘坐 STS-115 返回地球后的几个小时内，在太空中生长的鼠伤寒沙门氏菌被用来感染小鼠，以确定该生物体的致病潜力（毒力）。
与感染地面对照的小鼠相比，感染太空培养细菌的小鼠死亡时间缩短，死亡率增加（Wilson 2007）。为了更好地理解为什幺太空培养的培养物毒性更强，对基因表达进行了分析。
与地球上生长相同的培养物相比，在太空中生长的鼠伤寒沙门氏菌表达了总共 167 个不同的基因。令人惊讶的是，许多通常与毒力增加相关的基因并未受到差异调节。也许最有趣的发现是调节蛋白 Hfq 似乎在响应航天文化的基因表达改变中发挥作用。
这一发现首次确定了微生物在太空中生长时发生变化的潜在机制。另一项发现检测到太空飞行期间生长的微生物形态发生了变化。显示出更大的细胞聚集和与细菌生物膜相关的细胞外基质的形成。
由于细胞外基质的形成有助于提高细菌在各种条件下的存活率，因此这种生物膜表型表明细菌反应发生了变化，这与毒力增加有关。在 STS-115 上还培养了铜绿假单胞菌 (Crabbé 2011)。
作者观点
将太空培养的培养物与在地球上同样培养的培养物进行比较表明，167 个基因受到差异调节，其中许多与鼠伤寒沙门氏菌中观察到的基因不同。然而，一个关键的相似之处是，在对数据进行分析时，Hfq 再次被确定为许多差异调节基因的关键调节因子。
这一发现强化了 Hfq 在微生物对太空飞行的反应中的作用，并表明这种反应可能在物种间进化上是保守的。差异调节的基因表达数据还表明，许多铜绿假单胞菌的毒力特征可能会随着航天培养而增加。白色念珠菌的结果仍在评估中并准备发布。
