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去了趟太空宇航员8.7%基因发生永久突变 ?这事没那么简单

NASA在《Science》杂志公布了一项“太空双生子”的研究,首次研究了在太空长时间生活 (340天)对人的影响。

近日,一则关于#宇航员DNA发生永久突变#的话题,登上了微博热搜,引起了众多人的关注和讨论。内容显示,NASA在《Science》杂志公布了一项“太空双生子”的研究,首次研究了在太空长时间生活 (340天)对人的影响。

而有些媒体报道中的“基因中8.7%的变化至今未恢复”引起了人们的遐想。

很多人表示疑问,去了一趟太空,真的会让8.7%基因产生永久突变吗?真实情况究竟是怎样的?今天我们就为大家好好的讲一讲。

“8.7%基因产生永久突变”是真的吗?

被试的两个双胞胎兄弟均是宇航员,都有进入太空的经历。此前,Scott Kelly累计在太空生活过180天,Mark Kelly累计在太空生活过54天,而此次实验前他们有4年时间没有进入太空。

图片来源NASA官网

图片来源NASA官网

研究将Scott Kelly送入太空生活了340天,Mark Kelly则在地球上生活,与之作为参照。研究对此双胞胎进行了全基因组范围内RNA表达(RNA-Seq)和序列甲基化水平(WGBS)比对,然而并没有进行全基因组序列的测定,因此“8.7%的基因变化”根本无法知晓。

为什么会出现基因表达改变的情况?

基因表达情况的改变是人类应对环境的一种反应,在人类面临爬山、潜水等具有挑战的情况下都会发生。

Scott Kelly重归地球后,逐步重新适应地球的重力生活,绝大多数的生理状态都回到了他在太空旅行之前的状态。

表观遗传学的调控方式,对太空生存环境下的基因表达调控发挥重要的作用。例如,端粒酶基因附近的DNA调控区域,或胶原基因编码区域附近,通过甲基基团的化学修饰后,可引起染色体结构、DNA构象、DNA稳定性及DNA与蛋白质相互作用方式的改变,从而控制基因表达。

91.3%的基因表达改变在Scott着陆后恢复正常,而剩下8.7%的基因表达改变在其回到陆地生活六个月并未恢复,这些基因与免疫系统、DNA损伤、骨形成网络、低氧症、高钙血症相关。

太空生活究竟引起DNA多大的改变?

长时间太空生活可能会引起DNA损伤反应,导致DNA序列的改变,但是此项研究并没有进行全基因组序列测定,因此DNA序列究竟改变了多少,我们不得而知。

蛋白质是人体中发挥生理作用的基础,人类基因组中编码蛋白的序列不到2%,绝大部分为非编码DNA。这些非编码DNA数量庞大,对基因的表达调控可能具有更为重要的作用。

因此,即便DNA序列发生了改变,也应该与基因表达调控和功能联系起来解释才有意义。

NASA的研究发现身处空间站的宇航员除了强电离辐射的影响,DNA的复制、转录、蛋白质合成也会受到波及,这些对于双胞胎研究的初步结果,NASA当时并未准确表示,至于基因永久性突变还需进一步研究。

太空生活还会对人造成哪些影响?

1、太空辐射可能会影响染色体畸变几率

染色体畸形比DNA序列改变更为宏观,被用于评价宇宙辐射带来的细胞学改变。研究显示,Scott Kelly发生染色体易位和染色体倒置的频率在太空旅行结束后仍然在增加。

染色体改变造成的基因表达改变与细胞DNA损伤通路相关,暗示了太空长期生活使染色体具有不稳定性,电离辐射诱导的DNA损伤也可能涉及到了相关的干细胞。

2、太空生活可能增加端粒长度

端粒的长度与细胞寿命相关。Scott的端粒在太空旅行中明显增加,而这些端粒在返回地球两天之内就缩短了,接近出发前的水平,原因是可能由于在空间站中严格的锻炼制度以及能量摄入的控制。

太空旅行是人类对大自然的一种挑战,在生理心理产生的各种适应性反应,也是情理之中的。

随着太空技术的发展,相信有一天人类可以美梦成真!

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