【Science子刊】重磅!太空中冷冻近六年的老鼠精子培育出八只健康幼崽
导读 | 《科学》杂志曾在2017年报道:存储在国际空间站上超过9个月的冷冻小鼠精子,虽然接受的辐射水平比地球高出100倍,但仍可产出健康的小鼠幼仔。那么,如果精子存储时间延长,会不会造成DNA损伤以及遗传给后代呢? |
相信每个人都对地球之外的外太空充满遐想。如果生活在外太空,人类会不会受到辐射?这个辐射会不会遗传给下一代?
《科学》杂志曾在2017年报道:存储在国际空间站上超过9个月的冷冻小鼠精子,虽然接受的辐射水平比地球高出100倍,但仍可产出健康的小鼠幼仔。研究人员将12只老鼠的冷冻干燥精子送到国际空间站,并放在零下95℃的冷冻室中保存了288天,同时地球上也在同样时间里储存了同等数量的精子,作为对照组观察结果。当空间站的精子样本返回地球时,研究人员开始寻找由太空辐射引发的DNA损伤迹象。正如预期的那样,空间站精子比地球精子产生了更多的碎片DNA,其损伤不可修复,且与较低的生育水平有关。
但当科学家将空间站精子注入到新鲜的老鼠卵子中,然后再转移到代孕母鼠身上时,结果令人惊讶。大约3周后,代孕母鼠生下73只太空小鼠,与正常精子生产后代的成活率相当,与对照组之间没有明显的遗传差异。由此表明,DNA损伤在受精后被修复,且对后代“无最终影响”。
这一结果对太空小鼠来说是个好消息,对在太空中度过很长时间的人类宇航员父母来说,更是个好消息。因为人类如果要移民火星,其生殖细胞对于保持遗传多样性来说至关重要。
无独有偶,最近有科学家发现从空间保存的精子中获得了许多健康的“太空幼崽”后代,即使在储存 5 年零 10 个月后,其成功率也与地面对照组相同。这些太空幼崽并没有表现出任何差异,它们的下一代也没有任何异常。
低地球轨道上的宇航员受到的宇宙辐射剂量比地球上的人要高得多,有人担心这可能会导致传递给后代的 DNA 受损?
科学家们将地球上保存的冻干小鼠精子样本与送往国际空间站 (ISS) 的样本进行了比较。一些样品在那里存放了九个月,另一部分在那里存放了两年零九个月,最后一部分在轨道上存放了五年零十个月。不同的技术表明,与储存在地球上的精子相比,储存在轨道上的精子没有发生任何 DNA 损伤。
研究人员将这些精子细胞再水化,并将它们注射到新鲜的卵巢细胞中,然后将其植入雌性小鼠体内,最后产出八只健康的太空幼崽。
通过RNA测序,他们确定“太空幼崽”和从地球上保存的精子中出生的对照组之间没有基因表达差异。
图 太空小鼠胚胎
太空辐射几乎可以穿透宇宙中的一切,如果没有足够的保护,它会与 DNA 发生碰撞,导致断裂和突变。研究人员在冷冻干燥的精子中没有看到 DNA 损伤,这是一个巨大的胜利。
研究人员表示,从精子样本中去除水分的冷冻干燥过程可能对 DNA 损伤具有保护作用,因为其中一些损伤是由精子细胞内的水分产生的。
然而,国际空间站离地球非常近,并且被行星磁场屏蔽,免受特别危险的太空辐射。深空探索是否会给冻干精子带来更多麻烦是一个悬而未决的问题。
研究人员表示:“这项研究对于了解宇宙辐射对哺乳动物的影响非常重要”!
他们认为,在遥远的未来,月球上的地下储存场所(比如熔岩管)可能是长期保存精子的最佳场所之一,因为它可以保护人类免受太空辐射和地球上任何灾难的影响。未来,当人类迁移到其他星球时,我们需要保持基因资源的多样性,不仅是为了人类,也为了宠物和家养动物。
下一步美国宇航局和来自世界各地的其他航天机构计划建造“门户”,这是一个围绕月球运行的空间站,并作为人类深入太阳系旅行的前哨站。研究人员在总结发言中建议,也可以在网关上进行冻干精子实验,以测试距离地球更远的太空辐射的影响。
总之,这些发现对于人类进入太空时代至关重要。(转化医学网360zhyx.com)
参考资料:https://advances.sciencemag.org/content/7/24/eabg5554
注:本文旨在介绍医学研究进展,不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导,请至正规医院就诊。
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