如果你听信最近的新闻报导:美国航太总署(NASA)太空人史考特.凯利前往太空待了一年,回来后发现他的DNA改变了。某些消息来源甚至还指出,在太空飞行之后,凯利的基因(编码各种蛋白质的DNA片段)有高达7%发现异常。
真是抱歉,就连凯利本人都对这些新闻感到讶异。
没有!太空生活一年并未改变史考特.凯利的DNA!许多报导指出史考特.凯利的DNA改变了,实则缺乏生物学的某些基本知识。
他在推特上写着:「什么?我的DNA改变了7%!怎么知道的?连我都是刚由这篇文章知道这件事。这可能是个好消息!我不必再认马克.凯利是我的同卵双胞胎了。」
有多个独立研究团队参与该项研究,藉由比较待在国际太空站一年的史考特和他待在地球的双胞胎兄弟马克(也是NASA太空人),并检视史考特在认知能力、免疫系统功能和遗传上的变化。此任务在2016年3月结束。
NASA表示,详细的发现会在今年稍晚发表,而目前新闻界大多只依赖一篇当局快讯里的模糊词句和其他讯息。
所以,在太空飞行一年后,凯利的DNA并没有7%发生突变。这很容易说得通,只要你记得人类和黑猩猩的基因序列只有少于2%的差异,而人与人之间,即使是完全没有亲缘关系的陌生人也只有约0.1%的差异,你就会有基本概念。
我们来看看这是如何运作的。基因序列就像字母串般排列,功能是产生蛋白质。错误的字母或字母序列发生突变,可能会有点恼人,就像我们又爱又恨的自动校正功能一样,但也可能会是极糟糕的结果,例如造成肿瘤增生的突变。然而多数突变是不会受到注意的(能给你超能力的突变则另当别论)。
另一方面,表现程度反映的则是基因的关闭或开启。在我们每个人体内,大多数细胞的基因都相同,但基因表现程度不同。也就是这些表现模式造就了心脏、大脑、眼球和其他部位,这就像是利用同一套食材可以烹煮出许多不同菜肴。
天文学家史考特.凯利(右)与双胞胎兄弟前太空人马克.凯利(Mark Kelly)
NASA这项造成大家惊讶的结论来自量测史考特.凯利的基因表现程度。结果并不令人意外,太空飞行的效应会影响某些基因的表现程度,尤其是那些与免疫功能、DNA修复途径以及骨骼生长有关的。
虽然这些表现程度并未回到飞行前的数值,但这和说凯利的DNA「在太空飞行后没有恢复正常」是完全不同的。
梅森表示:「我们对于能期待什么成果毫无概念,这是第一个像这样的实验,对于以后太空人的研究立下标准。尽管如此,这个数字可能并未超出人类面对压力时的范围,例如爬山或潜水。」
事实上,基因表现有这样的变化并不罕见,每当我们生病或因为环境因素,都可能发生。当然,在微重力、氧气较少且辐射程度增加的环境生活一年,也会造成这类变化。
另一个听来令人震惊的发现是,史考特.凯利的DNA「不再和他的双胞胎兄弟相同。」
对于熟悉遗传学的人而言,这可能是最显而易见的结论。人类随着年纪增长,在我们的基因组中积累了随机发生的突变,马克和史考特基因序列随机发生的改变要完全一模一样,可说是天方夜谭。其实在他们的大部分人生中,两人的DNA都不相同。
这只是最基本的序列等级。对DNA的各种化学修饰都可以显著影响基因表现的位置和方式,这些标记是可变的,也是表观遗传学研究的范畴。基因随时都可以添加和删除这些标记,即使在同卵双胞胎之间也不会相同。