如果我们要在其他星球上定居我们将不得不用基因组编辑来改变人类DNA

By Sam McKee

 published 17 hours ago

Human Spaceflight

这听起来像科幻小说一样，但许多科学家相信编辑人类基因组对我们的跨太阳系前进是关键。

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DNA相对一个外太空的渲染的描画。 (Image credit: Yuichiro Chino/Xuanyu Han/Getty Images)

这篇文章最初发表在会话（The Conversation）上。该出版物贡献到太空网站的《专家之声：编辑意见与见解》。

萨姆麦基（Sam McKee）是曼彻斯特城市大学科学哲学系的研究员和副导师/讲师。

当考虑人类在月球、火星和更远场所定居时对旅行时间、食物和辐射风险给出远更多的注意。我们将无疑面临在深空中恶劣的环境，一些思想家一直指出基因组编辑是一种来确保人类随他们进一步探索太阳系能够忍受恶劣条件的一种方式。

今年1月，我有幸参加天文学家皇家马丁·里斯勋爵和火星探索倡导者罗伯特·祖布林博士之间备受期待的辩论。英国行星际学会采取的活动主题是火星的探索应该是人类还是机器人。

在最近出版的一本名为《宇航员的终结》的书中，里斯勋爵和合著者唐纳德·戈德史密斯概述用机器人航天器和车辆探索太阳系的益处，没有沿着将人类送上太空的费用和风险。祖布林博士支持人类探索。就里斯的提倡使用基因编辑技术使人类来克服变成一个星际物种的巨大挑战有一些同意。

我们的基因组是在我们细胞中所有DNA的表现。自2011年以来，我们已经能够来轻松准确的编辑基因组。首先来了一种叫Crispr-Cas9的分子工具，如今它能被以非常低的成本用在高中实验室，甚至已经能被用在国际空间站上。然后来了叫碱基和打底编辑的技术，通过这种技术在任何活的生物体的基因组中微小的改变能被做成。

基因编辑允许我们来旅行更远的潜在应用几乎是无限的。宇航员将在深空遇到的最有问题的危险之一是更高剂量的辐射，这能对身体中的许多过程造成严重破坏并增加癌症的长期风险。

也许用基因组编辑我们可以将来自植物和细菌的能够在放射性废物泄漏和核沉降事件中清除辐射的基因插入人类体内。这听起来像科幻小说一样，但里斯勋爵等著名思想家相信这对我们跨太阳系前进是关键。

识别并然后将减缓衰老和对抗细胞分解的基因插入人体也可能帮助。我们还可以工程出抵抗放射性暴露影响的作物，因为乘员将需要种植他们自己的食物。我们还可以基于宇航员的特定基因组成需求个性化他们的药物。

想象一个未来在那里人类基因组被如此很好理解在这种新的个性化医学下它已经变得容易摆布的。

凯特卢宾思（Kate Rubins）是第一个在太空中对DNA测序的人。(Image credit: NASA)

极端基因

缓步动物是微观动物有时被称为“水熊”。实验已经表明这些微小的生物能忍受极端的温度、压力、高辐射和饥饿。它们甚至能忍受太空的真空。

基因学家渴望来了解它们的基因组，一篇发表在《自然》杂志上的论文寻求来揭开赋予这些微型生物这种超常压力耐受性的关键基因和蛋白质。如果我们能将一些涉及的基因插入作物中，我们能使它们耐受最高水平的辐射和环境压力吗？这是值得探索的。

甚至更有趣的是，将缓步动物基因插入我们自己的基因组是否可以使我们对太空中的恶劣条件更有弹性。科学家已经证明当缓步动物基因被插入它们时实验室中的人类细胞对X射线辐射发展了增加的耐受性。

从缓步动物转移基因只是我们可能如何能够工程人类和作物以更适合太空旅行的一个推测性例子。

显微镜下看到的缓步动物的图像。(Image credit: STEVE GSCHMEISSNER/SCIENCE PHOTO LIBRARY/Getty Images)

如果科学家们从来要达到这个阶段我们需要更多的研究。然而，在过去一些政府一直热衷于在基因组编辑如何被使用上以及将一个物种的基因插入另一个物种中的其他技术强制严格的限制。

德国和加拿大是在最谨慎的国家中，但其他地方的限制似乎正在放松。

在新的太空竞赛中，某些国家可能会很长走进其他国家特别是限制已经很严格的西方国家可能不会这样做的基因组编辑。无论谁获胜都将收获巨大的科学和经济效益。

如果里斯和其他未来主义者是对的，这个领域有来推动我们扩张进宇宙的潜力。但社会将需要同意这一点。

很可能会有反对意见，因为根深蒂固的永远改变人类物种的恐惧。随着碱基和打底编辑现在已经进步到靶向基因编辑的精度，很明显这项技术正在比对话更快的发展。

一个国家或另一个国家可能会在其他国家从悬崖边撤退的地方飞跃。只有到那时我们将发现这些想法真的是多可行的。直到那时之前我们只能用好奇心推测，也许有兴奋。