去了趟太空 宇航员基因发生永久突变？这是怎么回事？

  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!