任天

將水熊蟲(chóng)的DNA和人類(lèi)細(xì)胞結(jié)合起來(lái)，是否可以讓我們更好地定居火星？

克里斯·梅森是美國(guó)紐約威爾康奈爾醫(yī)學(xué)院的遺傳學(xué)家，也是生理學(xué)和生物物理學(xué)助理教授，他的研究方向是太空飛行的遺傳效應(yīng)，以及人類(lèi)如何克服這些挑戰(zhàn)，將探索領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)展到太陽(yáng)系。他說(shuō)，在未來(lái)的火星任務(wù)中，保護(hù)宇航員的方法之一——或許是最奇怪的方法——可能是利用緩步動(dòng)物（俗稱(chēng)水熊蟲(chóng)）的DNA。這種微小的動(dòng)物能在最極端的條件下生存，甚至在真空的太空中也能存活！

為了研究雙胞胎宇航員馬克·凱利和斯科特·凱利，美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）選定了10個(gè)研究小組，克里斯·梅森領(lǐng)導(dǎo)的研究小組便是其中之一。在2015年發(fā)射升空后，斯科特·凱利在國(guó)際空間站生活了將近一年，而他的孿生兄弟馬克·凱利則留在了地球上。

通過(guò)比較凱利兄弟在這段時(shí)間內(nèi)對(duì)不同環(huán)境的生物學(xué)反應(yīng)，科學(xué)家希望更深入了解長(zhǎng)期任務(wù)對(duì)人體的影響。梅森與其他數(shù)十位致力于評(píng)估太空飛行遺傳效應(yīng)的研究人員合作，發(fā)現(xiàn)了大量數(shù)據(jù)。截至目前，這些數(shù)據(jù)已經(jīng)揭示了許多關(guān)于太空如何影響人體的新發(fā)現(xiàn)。

這項(xiàng)工作目前仍在進(jìn)行中，研究人員希望進(jìn)一步的分析能為未來(lái)宇航員在長(zhǎng)期任務(wù)中保持健康提供參考?？死锼埂っ飞诩~約舉行的第8屆人類(lèi)遺傳學(xué)會(huì)議上討論了這項(xiàng)研究的部分結(jié)果。

除了梅森在會(huì)議上討論的研究結(jié)果之外，研究人員還撰寫(xiě)另外7篇論文，對(duì)雙胞胎研究的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合。不過(guò)，他們?nèi)匀幌Ｍ軌颢@得更大樣本的新數(shù)據(jù)?！拔覀兿胱鲆恍╊?lèi)似的縱向研究，對(duì)象是地球上的人和太空里的人。”梅森說(shuō)道。

減輕影響

克里斯·梅森表示，具體而言，這些工作主要是研究某些基因在太空飛行的不同階段（包括返回地球時(shí)劇烈沖擊的階段）如何表達(dá)，從而為未來(lái)減少太空飛行的危險(xiǎn)提供幫助。

例如，如果進(jìn)一步的研究能證實(shí)重返地球?qū)θ梭w有害，科學(xué)家就需要尋找防止這些有害影響的方法。但是，由于目前的數(shù)據(jù)還很少（雙胞胎研究只涉及兩個(gè)人），科學(xué)家還沒(méi)有做好準(zhǔn)備，無(wú)法開(kāi)出任何具體的治療或預(yù)防藥物來(lái)改變?nèi)祟?lèi)對(duì)太空飛行的基因反應(yīng)?！拔艺J(rèn)為我們采用的是科學(xué)上通常的做法……我們確實(shí)看到了一些有趣的現(xiàn)象，可以先在小鼠身上進(jìn)行試驗(yàn)?！泵飞f(shuō)道。

梅森指出，研究人員甚至可能會(huì)發(fā)現(xiàn)，并沒(méi)有必要開(kāi)出任何處方來(lái)改變?cè)谒箍铺亍P利等宇航員身上看到的效應(yīng)。他說(shuō)：“有些變化雖然很劇烈，但也許就是身體需要做出的反應(yīng)。”

水熊蟲(chóng)基因與人類(lèi)細(xì)胞結(jié)合

未來(lái)的宇航員可能會(huì)利用處方藥物或其他手段，幫助他們減輕在這項(xiàng)研究中所發(fā)現(xiàn)的影響。不過(guò)，也有科學(xué)家在研究基因編輯等工具，希望通過(guò)這種新技術(shù)使人類(lèi)有能力前往更遠(yuǎn)的太空旅行，甚至到火星等星球定居。

太空旅行面臨的主要健康問(wèn)題之一是輻射暴露。如果科學(xué)家能找到一種幫助人體細(xì)胞抵御輻射影響的方法，那宇航員就能在太空中更健康地生活更長(zhǎng)時(shí)間。梅森指出，在理論上，這種技術(shù)也可以用來(lái)減少癌癥治療過(guò)程中輻射對(duì)健康細(xì)胞的影響。

然而，修改人類(lèi)基因的研究還存在一定爭(zhēng)議。梅森強(qiáng)調(diào)，在這類(lèi)研究成果應(yīng)用于人類(lèi)之前，可能還需要數(shù)十年的時(shí)間才能實(shí)現(xiàn)。

“我沒(méi)有任何在未來(lái)十到二十年里對(duì)宇航員進(jìn)行生物改造的計(jì)劃，”梅森說(shuō)，“如果在未來(lái)20年內(nèi)，我們能有純粹的發(fā)現(xiàn)，能更好地描繪我們認(rèn)為已知的東西，驗(yàn)證其功能，那么也許20年后，我們可以說(shuō)人類(lèi)在火星上能更好地生存。”

那么，通過(guò)基因工程讓一個(gè)人更好地在太空或其他星球上生存，這意味著什么？又有哪些可能的方法呢？梅森解釋道，科學(xué)家改造未來(lái)宇航員的方法之一是通過(guò)表觀遺傳工程，這通常意味著他們將“開(kāi)啟或關(guān)閉”某些特定基因的表達(dá)。

或者還有更奇怪的方法。研究人員正在探索如何將其他物種（如水熊蟲(chóng)）的DNA與人類(lèi)細(xì)胞結(jié)合起來(lái)，使宇航員更能抵抗太空飛行的有害影響，比如輻射。2016年的一篇論文探討了這一瘋狂的想法。梅森和他的團(tuán)隊(duì)打算在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究，嘗試通過(guò)使用恢復(fù)力極強(qiáng)的水熊蟲(chóng)的 DNA，研究保護(hù)宇航員免受太空飛行有害影響的方法。

梅森表示，為太空旅行而進(jìn)行基因編輯可能將成為人類(lèi)生理自然變化的一部分，這種變化或許會(huì)發(fā)生在人類(lèi)在火星上生活數(shù)年之后?！爸攸c(diǎn)不在于我們是否演化，而在于演化的時(shí)機(jī)，”他補(bǔ)充道。

隨著人類(lèi)的活動(dòng)范圍擴(kuò)張到地球之外，人體將不可避免地發(fā)生變化。梅森認(rèn)為，有一種方法可以負(fù)責(zé)任地進(jìn)行這項(xiàng)科學(xué)研究?！熬妥杂梢庵径?，你是在設(shè)計(jì)一個(gè)將獲得更多機(jī)會(huì)的未來(lái)人類(lèi)，假設(shè)我們沒(méi)有剝奪任何機(jī)會(huì)，”他說(shuō)，“在某種程度上，如果我們決定證明人類(lèi)在地球以外生活的能力，同時(shí)又剝奪了他們?cè)诘厍蛏仙畹哪芰Φ脑?，我認(rèn)為是不公平的?！?/p>

換句話說(shuō)，如果基因工程能使人類(lèi)更安全地居住在火星上，而不影響他們?cè)诘厍蛏系纳?，那這樣的基因工程可能就是合乎倫理的。水熊蟲(chóng)是目前已知唯一能在太空環(huán)境中存活的動(dòng)物，它們的DNA或許能為這項(xiàng)研究提供基礎(chǔ)材料。