为了定居火星,想将水熊虫DNA与人类细胞结合

文章作者:管理一号 | 2019-11-24
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水熊虫是目前已知唯一能在太空环境中存活的动物,它们的DNA或许能为人类的火星之旅提供帮助水熊虫是目前已知唯一能在太空环境中存活的动物,它们的DNA或许能为人类的火星之旅提供帮助

  克里斯·梅森(Chris Mason)是美国纽约威尔康奈尔医学院的遗传学家,也是生理学和生物物理学助理教授,他的研讨方向是太空飞行的遗传效应,以及人类如何克服这些应战,将探索领域进一步扩展到太阳系。他说,在未来的火星使命中,维护宇航员的方法之一——或许是最古怪的方法——可能是利用缓步动物(俗称水熊虫)的DNA。这种细小的动物能在最极端的条件下生存,甚至在真空的太空中也能存活!

  为了研讨双胞胎宇航员马克·凯利(Mark Kelly)和斯科特·凯利(Scott Kelly),美国国家航空航天局(NASA)选定了10个研讨小组,克里斯·梅森领导的研讨小组就是其中之一。在2015年发射升空后,斯科特·凯利在国际空间站生活了将近一年,而他的孪生兄弟马克·凯利则留在了地球上。

  通过比较凯利兄弟在这段时间内对不同环境的生物学反响,科学家希望更深入了解长期使命对人体的影响。梅森与其他数十位致力于评估太空飞行遗传效应的研究人员协作,发现了很多数据。截至目前,这些数据已经提醒了许多关于太空如何影响人体的新发现。

  这项工作目前仍在进行中,研究人员期望进一步的分析能为未来宇航员在长时间任务中坚持健康供给参阅。10月29日,克里斯·梅森在纽约举办的第8届人类遗传学会议上评论了这项研究的部分结果。

  除了梅森在会议上讨论的研讨结果之外,研讨人员还在编撰另外7篇论文,对双胞胎研讨的数据进行整合。不过,他们依然期望可以取得更大样本的新数据。“我们想做一些类似的纵向研讨,对象是地球上的人和太空里的人,”梅森说道。

  减轻影响

  克里斯·梅森表明,具体而言,这些工作主要是研讨某些基因在太空飞行的不同阶段(包含回来地球时剧烈冲击的阶段)怎么表达,从而为未来削减太空飞行的风险供给协助。

  例如,如果进一步的研讨能证实重返地球对人体有害,科学家就需要寻觅防止这些有害影响的方法。可是,由于目前的数据还很少(双胞胎研讨只触及两个人),科学家还没有做好准备,无法开出任何详细的医治或预防药物来改变人类对太空飞行的基因反响。“我以为我们采用的是科学上一般的做法……我们确实看到了一些有趣的现象,可以先在小鼠身上进行实验,”梅森说道。

  梅森指出,研究人员甚至可能会发现,并没有必要开出任何处方来改变在斯科特·凯利等宇航员身上看到的效应。他说:“有些改变尽管很剧烈,但也许就是身体需要做出的反应。”

  未来宇航员和水熊虫DNA

这张图片展示了一位艺术家描绘的载人火星任务。遗传学家克里斯·梅森最近表示,人类有朝一日或许能用通过基因工程来减少太空旅行和定居火星的风险
  这张图片展现了一位艺术家描绘的载人火星使命。遗传学家克里斯·梅森最近表明,人类有朝一日或许能用经过基因工程来减少太空游览和定居火星的风险

  未来的宇航员可能会利用处方药物或其他手法,帮助他们减轻在这项研讨中所发现的影响。不过,也有科学家在研讨基因编辑等工具,期望通过这种新技术使人类有能力前往更远的太空游览,甚至到火星等星球久居。

  太空旅行面对的首要健康问题之一是辐射暴露。假如科学家能找到一种帮助人体细胞抵挡辐射影响的办法,那宇航员就能在太空中更健康地生活更长时刻。梅森指出,在理论上,这种技能也可以用来减少癌症治疗过程中辐射对健康细胞的影响。

  但是,修改人类基因的研讨还存在必定争议。梅森强调,在这类研讨成果应用于人类之前,可能还需要数十年的时刻才干实现。

  “我没有任何在未来十到二十年里对宇航员进行生物改造的方案,”梅森说,“如果在未来20年内,咱们能有纯粹的发现,能更好地描绘咱们以为已知的东西,验证其功能,那么或许20年后,咱们可以说人类在火星上能更好地生存。”

  那么,通过基因工程让一个人更好地在太空或其他星球上生计,这意味着什么?又有哪些可能的办法呢?梅森解释道,科学家改造未来宇航员的办法之一是通过表观遗传工程,这通常意味着他们将“敞开或封闭”某些特定基因的表达

     或者还有更奇怪的办法。研讨人员正在探究如何将其他物种(如水熊虫)的DNA与人类细胞结合起来,使宇航员更能反抗太空飞行的有害影响,比方辐射。2016年的一篇论文探讨了这一张狂的想法。梅森和他的团队计划在此基础上进一步研讨,尝试经过使用康复力极强的水熊虫的DNA,研讨保护宇航员免受太空飞行有害影响的办法。

  梅森表示,为太空游览而进行基因编辑可能将成为人类生理天然变化的一部分,这种变化或许会发生在人类在火星上生活数年之后。“要点不在于我们是否演化,而在于演化的机遇,”他弥补道。

      跟着人类的活动范围扩张到地球之外,人体将不可避免地发生变化。梅森以为,有一种方法能够负责任地进行这项科学研究。“就自在毅力而言,你是在设计一个将取得更多时机的未来人类,假定咱们没有掠夺任何时机,”他说,“在某种程度上,如果咱们决议证明人类在地球以外生活的才能,同时又掠夺了他们在地球上生活的才能的话,我以为是不公平的。”

  换句话说,如果基因工程能使人类更安全地居住在火星上,而不影响他们在地球上的日子,那这样的基因工程或许就是合乎伦理的。水熊虫是目前已知唯一能在太空环境中存活的动物,它们的DNA或许能为这项研究供给根底材料。

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