科学家经由过程基因阐发,发现了水熊虫抵当辐射毁伤的独门“兵器”——毁伤按捺卵白Dsup。他们还发现,这类卵白放到其他动物细胞里也能一样起到庇护感化。
太空观光、火星假寓等,是我们“星斗年夜海”夸姣愿景中的一部门,但人类究竟结果是肉眼凡胎,若何抵当太空观光或在其他星球上糊口可能遭到的危险呢?比来,有科学家提出,也许可以将水熊虫的DNA与人类细胞相连系,操纵其壮大的保存能力,使宇航员更能抵当太空飞翔的有害影响。
水熊虫事实是“何方神圣”?其DNA真的能与人类细胞连系吗?对此,中国航天科工团体二院研究员杨宇光对科技日报记者暗示:“将水熊虫DNA与人类细胞相连系其实不靠谱,并且还触及伦理题目。今朝,金属壳体和强磁场屏障手艺是宇航员抵抗持久太空辐射的主流手艺。”
水熊虫生命力强有“独家兵器”
是谁能在零下20摄氏度沉睡30年后成功复苏;在150摄氏度高温下镇静自如;耐得了太空的真空情况、扛得住射线侵袭;在6倍于深海压力的情况下也能存活?
谜底是:水熊虫!
科学家已知,水熊虫是地球上生命力最强的物种,这类动物只有约1毫米年夜小,用显微镜才能看清它的样貌。美国康奈尔年夜学遗传学家克里斯·梅森对美国趣味科学网站指出,水熊虫是今朝已知独一能在太空情况中存活的动物。
那末,水熊虫耐受各类极端情况的“奥秘兵器”是甚么呢?
科学家经由过程研究发现,比拟其他动物,水熊虫具有更多超氧化物歧化酶基因,和更多拷贝的MRE11基因,这些基因可以帮忙减轻氧化毁伤、修复DNA,从而起到庇护感化。另外,水熊虫体内还贫乏一些与情况应激有关的基因,这可能也有助于它们顺应卑劣情况。
另据英国《天然》杂志网站2016年9月20日报导,日本科学家经由过程基因阐发,发现了水熊虫抵当辐射毁伤的一个独门“兵器”——毁伤按捺卵白Dsup,它可以明显削减水熊虫DNA在蒙受X射线照耀时的毁伤。
研究职员还发现,这类卵白放到其他动物细胞里也一样能起到庇护感化。他们让尝试室里培育的人源细胞也表达了这类卵白,成果与没有这类“护盾”的通俗细胞比拟,表达了Dsup卵白的细胞在接管X射线辐射后,仍连结了必然的细胞活性和增殖能力,其DNA毁伤也比对比组减轻了40%。
“人虫连系”不靠谱且涉伦理题目
梅森团队筹算在上述研究结论的根本长进一步研究,他暗示,将来可将水熊虫的DNA和人类细胞连系,帮忙宇航员长时候抵抗太空辐射的侵袭。
趣味科学网在报导中指出,研究显示,宇航员太空观光面对的首要健康题目之一是辐射表露。若是科学家能找到一种帮忙人体细胞抵抗辐射影响的方式,那宇航员就可以在太空中更健康地糊口更长时候。并且,在理论上,这类手艺也能够用来削减癌症医治进程中辐射对健康细胞的影响。
虽然梅森对将水熊虫DNA与人类细胞连系决定信念满满,但杨宇光对记者提纲契领地指出:“这事不靠谱,并且触及伦理题目。”
杨宇光诠释说:“水熊虫之所以可以或许耐受如斯卑劣的情况,除上面所述的基因缘由,很年夜水平上是由于其体型小。”生物物理学告知我们,如斯细小的水熊虫和另外一个年夜的物体好比人,在真空下的受力状况,包罗可以或许承受的力、表里压力之间的关系等,都是纷歧样的。就像跳蚤体长0.5—3毫米,却能跳出350毫米的高度,相当于身体长度的100多倍,若是人类具有跳蚤的跳跃能力,就可以跳到340米摆布的高度吗?这明显是不成能做到的。“同理,若是将水熊虫等比例放年夜到人的年夜小,它一样没法抵当真空情况。”杨宇光说。
另外,梅森暗示,若是基因工程能令人类更平安地栖身在火星上,而不影响他们在地球上的糊口,那如许的基因工程可能就是合乎伦理的。但杨宇光指出:“若是将水熊虫的DNA与人类细胞相连系,那末,具有外源性DNA的人还算人吗?这也是一个值得沉思的题目。”
金属和强磁场是“盾牌”
若是将水熊虫DNA与人类细胞连系的方式不靠谱,那末,有甚么法子可以帮忙人类长时候抵抗太空辐射的侵袭呢?
杨宇光先容说,今朝科学家正在测验考试多种方式,但比力靠谱的是金属屏障手艺和强磁场屏障手艺。
“所谓金属屏障,就是利用比力厚的金属来制造宇宙飞船的壳体,屏障太空辐射,这类方式的缺点是航天器的‘块头’越年夜,需要的金属就越多,致使航天器‘体重’增添,发射本钱上升。是以,这一方式合适比力小型的航天器。”
为了减小航天器的尺寸,科学家提出了让宇航员“蛰伏”的设法。据先容,今朝,美国国度航空航天局(NASA)、欧洲航天局(ESA)都在研究节制宇航员“蛰伏”的载人深空探测手艺。ESA提出了一个从地球一路睡到火星的载人探测概念,该机构以为“可控的‘蛰伏’是载人太空飞翔中一种改变游戏法则的手艺”,并成立了专门从事相干研究的小组,但愿使其“胡想照进实际”。
杨宇光说:“‘蛰伏’的宇航员不需要太年夜勾当空间,航天器的体积和质量可年夜幅减小,辐射防护手艺难度和本钱是以得以明显下降。”但这一手艺今朝还只是个斑斓的愿景,并未成为实际。如何包管“蛰伏”手艺的平安性——既要尽对包管宇航员准时醒来;又要避免“蛰伏”对宇航员身体造成严重毁伤,都有良多手艺困难需要解决。
至于磁场屏障,据国外媒体报导,欧洲科学家今朝正打算操纵磁场包抄宇宙飞船,就像环抱地球的磁层,庇护宇航员免受太空辐射。这一项目名为“太空辐射超导屏障”(SR2S),它能操纵超导磁体发生比地球磁层强3000倍的磁场,发生的磁场可改变带电粒子的路径,SR2S将环绕飞船建立一个30英尺(10米)的宇宙射线偏转力场。
但杨宇光同时指出,磁场屏障方式也是一把双刃剑,由于强磁场自己会给人体带来危险。“若何让强磁场在更好地抵抗辐射的同时不危险人体,也是个庞大的挑战。”
从哥伦布发现新年夜陆,到人类登上月球,再到出征火星,和更远远的将来,人类摸索宇宙的道路历来都非坦途,但这其实不能禁止人类迈向外太空的脚步,“路漫漫其修远兮,吾将上下而求索”。跟着新手艺的到来,人类对新世界的摸索之旅也势必加倍畅达。(记者 刘霞)