科學(xué)家通過基因分析，發(fā)現(xiàn)了水熊蟲抵抗輻射損傷的獨門“武器”——損傷抑制蛋白Dsup。他們還發(fā)現(xiàn)，這種蛋白放到其他動物細(xì)胞里也能同樣起到保護(hù)作用。
太空旅行、火星定居等，是我們“星辰大海”美好愿景中的一部分，但人類畢竟是肉眼凡胎，如何抵抗太空旅行或在其他星球上生活可能受到的傷害呢?最近，有科學(xué)家提出，或許可以將水熊蟲的DNA與人類細(xì)胞相結(jié)合，利用其強大的生存能力，使宇航員更能抵抗太空飛行的有害影響。
水熊蟲究竟是“何方神圣”?其DNA真的能與人類細(xì)胞結(jié)合嗎?對此，中國航天科工集團(tuán)二院研究員楊宇光對科技日報記者表示：“將水熊蟲DNA與人類細(xì)胞相結(jié)合并不靠譜，而且還涉及倫理問題。目前，金屬殼體和強磁場屏蔽技術(shù)是宇航員抵御長期太空輻射的主流技術(shù)。”
水熊蟲生命力強有“獨家武器”
是誰能在零下20攝氏度沉睡30年后成功蘇醒;在150攝氏度高溫下鎮(zhèn)定自若;耐得了太空的真空環(huán)境、扛得住射線侵襲;在6倍于深海壓力的環(huán)境下也能存活?
答案是：水熊蟲!
科學(xué)家已知，水熊蟲是地球上生命力最強的物種，這種動物只有約1毫米大小，用顯微鏡才能看清它的樣貌。美國康奈爾大學(xué)遺傳學(xué)家克里斯·梅森對美國趣味科學(xué)網(wǎng)站指出，水熊蟲是目前已知唯一能在太空環(huán)境中存活的動物。
那么，水熊蟲耐受各種極端環(huán)境的“秘密武器”是什么呢?
科學(xué)家通過研究發(fā)現(xiàn)，相比其他動物，水熊蟲具有更多超氧化物歧化酶基因，以及更多拷貝的MRE11基因，這些基因可以幫助減輕氧化損傷、修復(fù)DNA，從而起到保護(hù)作用。此外，水熊蟲體內(nèi)還缺少一些與環(huán)境應(yīng)激有關(guān)的基因，這可能也有助于它們適應(yīng)惡劣環(huán)境。
另據(jù)英國《自然》雜志網(wǎng)站2016年9月20日報道，日本科學(xué)家通過基因分析，發(fā)現(xiàn)了水熊蟲抵抗輻射損傷的一個獨門“武器”——損傷抑制蛋白Dsup，它可以顯著減少水熊蟲DNA在遭受X射線照射時的損傷。
研究人員還發(fā)現(xiàn)，這種蛋白放到其他動物細(xì)胞里也同樣能起到保護(hù)作用。他們讓實驗室里培養(yǎng)的人源細(xì)胞也表達(dá)了這種蛋白，結(jié)果與沒有這種“護(hù)盾”的普通細(xì)胞相比，表達(dá)了Dsup蛋白的細(xì)胞在接受X射線輻射后，仍保持了一定的細(xì)胞活性和增殖能力，其DNA損傷也比對照組減輕了40%。
“人蟲結(jié)合”不靠譜且涉?zhèn)惱韱栴}
梅森團(tuán)隊打算在上述研究結(jié)論的基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究，他表示，未來可將水熊蟲的DNA和人類細(xì)胞結(jié)合，幫助宇航員長時間抵御太空輻射的侵襲。
趣味科學(xué)網(wǎng)在報道中指出，研究顯示，宇航員太空旅行面臨的主要健康問題之一是輻射暴露。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時間。而且，在理論上，這種技術(shù)也可以用來減少癌癥治療過程中輻射對健康細(xì)胞的影響。
盡管梅森對將水熊蟲DNA與人類細(xì)胞結(jié)合信心滿滿，但楊宇光對記者一針見血地指出：“這事不靠譜，而且涉及倫理問題。”
楊宇光解釋說：“水熊蟲之所以能夠耐受如此惡劣的環(huán)境，除了上面所述的基因原因，很大程度上是因為其體型小。”生物物理學(xué)告訴我們，如此微小的水熊蟲和另一個大的物體比如人，在真空下的受力狀態(tài)，包括能夠承受的力、內(nèi)外壓力之間的關(guān)系等，都是不一樣的。就像跳蚤體長0.5—3毫米，卻能跳出350毫米的高度，相當(dāng)于身體長度的100多倍，如果人類具備跳蚤的跳躍能力，就能跳到340米左右的高度嗎?這顯然是不可能做到的。“同理，如果將水熊蟲等比例放大到人的大小，它一樣無法抵抗真空環(huán)境。”楊宇光說。
此外，梅森表示，如果基因工程能使人類更安全地居住在火星上，而不影響他們在地球上的生活，那這樣的基因工程可能就是合乎倫理的。但楊宇光指出：“如果將水熊蟲的DNA與人類細(xì)胞相結(jié)合，那么，擁有外源性DNA的人還算人嗎?這也是一個值得深思的問題。”
金屬和強磁場是“盾牌”
如果將水熊蟲DNA與人類細(xì)胞結(jié)合的方法不靠譜，那么，有什么辦法可以幫助人類長時間抵御太空輻射的侵襲呢?
楊宇光介紹說，目前科學(xué)家正在嘗試多種方法，但比較靠譜的是金屬屏蔽技術(shù)以及強磁場屏蔽技術(shù)。
“所謂金屬屏蔽，就是使用比較厚的金屬來制造宇宙飛船的殼體，屏蔽太空輻射，這種方法的缺陷是航天器的‘塊頭’越大，需要的金屬就越多，導(dǎo)致航天器‘體重’增加，發(fā)射成本上升。因此，這一方法適合比較小型的航天器。”
為了減小航天器的尺寸，科學(xué)家提出了讓宇航員“冬眠”的想法。據(jù)介紹，目前，美國國家航空航天局(NASA)、歐洲航天局(ESA)都在研究控制宇航員“冬眠”的載人深空探測技術(shù)。ESA提出了一個從地球一路睡到火星的載人探測概念，該機構(gòu)認(rèn)為“可控的‘冬眠’是載人太空飛行中一種改變游戲規(guī)則的技術(shù)”，并成立了專門從事相關(guān)研究的小組，希望使其“夢想照進(jìn)現(xiàn)實”。
楊宇光說：“‘冬眠’的宇航員不需要太大活動空間，航天器的體積和質(zhì)量可大幅減小，輻射防護(hù)技術(shù)難度和成本因此得以顯著降低。”但這一技術(shù)目前還只是個美麗的愿景，并未成為現(xiàn)實。怎樣保證“冬眠”技術(shù)的安全性——既要絕對保證宇航員準(zhǔn)時醒來;又要防止“冬眠”對宇航員身體造成嚴(yán)重?fù)p傷，都有很多技術(shù)難題需要解決。
至于磁場屏蔽，據(jù)國外媒體報道，歐洲科學(xué)家目前正計劃利用磁場包圍宇宙飛船，就像環(huán)繞地球的磁層，保護(hù)宇航員免受太空輻射。這一項目名為“太空輻射超導(dǎo)屏蔽”(SR2S)，它能利用超導(dǎo)磁體產(chǎn)生比地球磁層強3000倍的磁場，產(chǎn)生的磁場可改變帶電粒子的路徑，SR2S將圍繞飛船創(chuàng)建一個30英尺(10米)的宇宙射線偏轉(zhuǎn)力場。
但楊宇光同時指出，磁場屏蔽方法也是一把雙刃劍，因為強磁場本身會給人體帶來傷害。“如何讓強磁場在更好地抵御輻射的同時不傷害人體，也是個巨大的挑戰(zhàn)。”
從哥倫布發(fā)現(xiàn)新大陸，到人類登上月球，再到出征火星，以及更遙遠(yuǎn)的未來，人類探索宇宙的道路從來都非坦途，但這并不能阻止人類邁向外太空的腳步，“路漫漫其修遠(yuǎn)兮，吾將上下而求索”。隨著新技術(shù)的到來，人類對于新世界的探索之旅也必將更加暢達(dá)。(記者 劉霞)
關(guān)鍵詞： 如何抵抗太空旅行受到的傷害
