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重返大气层?DNA表示很轻松!

日期:2014-12-01 00:00:00

一项最新研究指出,编码大家生命遗传密码的物质能够在短暂的太空旅行中存活下来。从事这项研究的科学家指出,涂抹在一枚EXUS-49探空火箭外壁上的DNA样本,在经历了13分钟的低轨道太空飞行之后,仍然保持着完整的功能。这项研究的第一编辑、瑞士苏黎士大学的分子生物学家柯拉·蒂尔(Cora Thiel)说:“能够发现这么多完整无缺并且功能健全的DNA,这完全出乎大家的预料之外。”苏黎士大学教授、德国马格德堡大学的生物化学家奥利弗·乌尔里克(Oliver Ullrich)也参与了这项研究。

 

他们本来没打算检测DNA在太空飞行中的生存能力。相反,他们原来的计划是,利用火箭载荷中的遥控硬件来研究重力在人体细胞基因表达中的调节作用。这枚探空火箭会从瑞典北部基律纳市的雅斯兰吉航天中心(Esrange Space Center)发射,会在低轨道太空中飞行至少3分钟,让两位科学家在失重环境下进行他们的实验。不过,在准备这一实验的过程中,蒂尔和乌尔里克决定在火箭外侧也涂上一些DNA,包括火箭载荷的外侧,螺帽的凹槽里,以及载荷的底部。他们打算检验这些DNA中生物标记的稳定性。所谓生物标记,蒂尔说明说,就是那些能够证明地外生命曾经存在或者现在仍然存在的分子。

 

火箭返回大气层之后,两位科学家在全部3处地点都发现了至少一小部分DNA留存了下来,螺帽凹槽里留存下来的DNA多达53%。据这些研究者说,多达1/3DNA仍然功能健全,有能力将遗传信息传递给细菌和结缔组织细胞。这项实验中用到的DNA并非染色体DNA,而是质粒DNA:前者存在于人类和大多数生物体内,负责向新的细胞传递遗传信息,并将这些信息遗传给后代;后者只存在于某些细菌体内,工作方式也跟染色体DNA不太一样。按照乌尔里克的说法,质粒DNA要比细菌中的染色体DNA小大约10倍。

 

乌尔里克说:“大家不知道较大的染色体DNA分子在同样环境下会有什么反应,这一点应该用另一项实验来检验一番。不过大家推测,较小的质粒DNA分子在再入大气层的过程中,或许要比染色体DNA更坚强一些。”载荷舱内部的温度最高达到了130℃,外部的气温则达到了1000℃。不过,乌尔里克指出,他们并不知道DNA样本被加热到了多少度。至于有哪些因素影响了DNA样本的存活,目前他们也只能靠推测。“通常大家认为,微生物在重返大气层时能够存活下来,需要多种不同的‘保护’措施共同作用(比如某些矿物的保护、保持干燥,温度稳定等等)。也可能根本没有什么‘规律’,只不过是一个概率问题,而且是一个小概率事件。”乌尔里克说,“但无论如何,DNA存活下来是可能的,大家的实验已经证明了这一点。”

 

DNA在太空环境中稳定异常,这在地外生命搜寻的过程中也必须被考虑在内。乌尔里克指出:“这一结果表明,尽管进行了各种各样的安全预防措施,太空探测器仍有可能将地球上的DNA带到它们的着陆地点去,这绝对不是没有可能的。在搜寻地外生命的过程中,大家必须把这一点控制好。”

 

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