水熊虫是否能在太空生存（前沿与水熊虫）

科学家通过基因分析，发现了水熊虫抵抗辐射损伤的独门“武器”——损伤抑制蛋白Dsup。他们还发现，这种蛋白放到其他动物细胞里也能同样起到保护作用。

图片来源：视觉中国

太空旅行、火星定居等，是我们“星辰大海”美好愿景中的一部分，但人类毕竟是肉眼凡胎，如何抵抗太空旅行或在其他星球上生活可能受到的伤害呢？最近，有科学家提出，或许可以将水熊虫的DNA与人类细胞相结合，利用其强大的生存能力，使宇航员更能抵抗太空飞行的有害影响。

水熊虫究竟是“何方神圣”？其DNA真的能与人类细胞结合吗？对此，中国航天科工集团二院研究员杨宇光对科技日报记者表示：“将水熊虫DNA与人类细胞相结合并不靠谱，而且还涉及伦理问题。目前，金属壳体和强磁场屏蔽技术是宇航员抵御长期太空辐射的主流技术。”

水熊虫生命力强有“独家武器”

是谁能在零下20摄氏度沉睡30年后成功苏醒；在150摄氏度高温下镇定自若；耐得了太空的真空环境、扛得住射线侵袭；在6倍于深海压力的环境下也能存活？

答案是：水熊虫！

科学家已知，水熊虫是地球上生命力最强的物种，这种动物只有约1毫米大小，用显微镜才能看清它的样貌。美国康奈尔大学遗传学家克里斯·梅森对美国趣味科学网站指出，水熊虫是目前已知唯一能在太空环境中存活的动物。

那么，水熊虫耐受各种极端环境的“秘密武器”是什么呢？

科学家通过研究发现，相比其他动物，水熊虫具有更多超氧化物歧化酶基因，以及更多拷贝的MRE11基因，这些基因可以帮助减轻氧化损伤、修复DNA，从而起到保护作用。此外，水熊虫体内还缺少一些与环境应激有关的基因，这可能也有助于它们适应恶劣环境。

另据英国《自然》杂志网站2016年9月20日报道，日本科学家通过基因分析，发现了水熊虫抵抗辐射损伤的一个独门“武器”——损伤抑制蛋白Dsup，它可以显著减少水熊虫DNA在遭受X射线照射时的损伤。

研究人员还发现，这种蛋白放到其他动物细胞里也同样能起到保护作用。他们让实验室里培养的人源细胞也表达了这种蛋白，结果与没有这种“护盾”的普通细胞相比，表达了Dsup蛋白的细胞在接受X射线辐射后，仍保持了一定的细胞活性和增殖能力，其DNA损伤也比对照组减轻了40%。

“人虫结合”不靠谱且涉伦理问题

梅森团队打算在上述研究结论的基础上进一步研究，他表示，未来可将水熊虫的DNA和人类细胞结合，帮助宇航员长时间抵御太空辐射的侵袭。

趣味科学网在报道中指出，研究显示，宇航员太空旅行面临的主要健康问题之一是辐射暴露。如果科学家能找到一种帮助人体细胞抵御辐射影响的方法，那宇航员就能在太空中更健康地生活更长时间。而且，在理论上，这种技术也可以用来减少癌症治疗过程中辐射对健康细胞的影响。

尽管梅森对将水熊虫DNA与人类细胞结合信心满满，但杨宇光对记者一针见血地指出：“这事不靠谱，而且涉及伦理问题。”

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杨宇光解释说：“水熊虫之所以能够耐受如此恶劣的环境，除了上面所述的基因原因，很大程度上是因为其体型小。”生物物理学告诉我们，如此微小的水熊虫和另一个大的物体比如人，在真空下的受力状态，包括能够承受的力、内外压力之间的关系等，都是不一样的。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，如果人类具备跳蚤的跳跃能力，就能跳到340米左右的高度吗？这显然是不可能做到的。“同理，如果将水熊虫等比例放大到人的大小，它一样无法抵抗真空环境。”杨宇光说。

此外，梅森表示，如果基因工程能使人类更安全地居住在火星上，而不影响他们在地球上的生活，那这样的基因工程可能就是合乎伦理的。但杨宇光指出：“如果将水熊虫的DNA与人类细胞相结合，那么，拥有外源性DNA的人还算人吗？这也是一个值得深思的问题。”

金属和强磁场是“盾牌”

如果将水熊虫DNA与人类细胞结合的方法不靠谱，那么，有什么办法可以帮助人类长时间抵御太空辐射的侵袭呢？

杨宇光介绍说，目前科学家正在尝试多种方法，但比较靠谱的是金属屏蔽技术以及强磁场屏蔽技术。

“所谓金属屏蔽，就是使用比较厚的金属来制造宇宙飞船的壳体，屏蔽太空辐射，这种方法的缺陷是航天器的‘块头’越大，需要的金属就越多，导致航天器‘体重’增加，发射成本上升。因此，这一方法适合比较小型的航天器。”

为了减小航天器的尺寸，科学家提出了让宇航员“冬眠”的想法。据介绍，目前，美国国家航空航天局（NASA）、欧洲航天局（ESA）都在研究控制宇航员“冬眠”的载人深空探测技术。ESA提出了一个从地球一路睡到火星的载人探测概念，该机构认为“可控的‘冬眠’是载人太空飞行中一种改变游戏规则的技术”，并成立了专门从事相关研究的小组，希望使其“梦想照进现实”。

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杨宇光说：“‘冬眠’的宇航员不需要太大活动空间，航天器的体积和质量可大幅减小，辐射防护技术难度和成本因此得以显著降低。”但这一技术目前还只是个美丽的愿景，并未成为现实。怎样保证“冬眠”技术的安全性——既要绝对保证宇航员准时醒来；又要防止“冬眠”对宇航员身体造成严重损伤，都有很多技术难题需要解决。

至于磁场屏蔽，据国外媒体报道，欧洲科学家目前正计划利用磁场包围宇宙飞船，就像环绕地球的磁层，保护宇航员免受太空辐射。这一项目名为“太空辐射超导屏蔽”（SR2S），它能利用超导磁体产生比地球磁层强3000倍的磁场，产生的磁场可改变带电粒子的路径，SR2S将围绕飞船创建一个30英尺（10米）的宇宙射线偏转力场。

但杨宇光同时指出，磁场屏蔽方法也是一把双刃剑，因为强磁场本身会给人体带来伤害。“如何让强磁场在更好地抵御辐射的同时不伤害人体，也是个巨大的挑战。”

从哥伦布发现新大陆，到人类登上月球，再到出征火星，以及更遥远的未来，人类探索宇宙的道路从来都非坦途，但这并不能阻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”。随着新技术的到来，人类对于新世界的探索之旅也必将更加畅达。

来源：科技日报

作者：刘霞

编辑：吴桐

审核：王飞

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