太空生活一年并未改变史考特．凯利的DNA _太空

2015年1月一场采访人员会上，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）。PHOTOGRAPH BY ROBERT MARKOWITZ, NASA
（）据美国国家地理（撰文：Nadia Drake 编译：邱淑慧）：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。
注解：若无特别说明，内文中单独提到「凯利」时是指史考特．凯利（Scott Kelly）本人，而非他的双胞胎兄弟马克．凯利（Mark Kelly）。
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。
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（International Space Staion）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。
美国科罗拉多州大学（Colorado State University）的苏珊．贝利（Susan Bailey）表示：「我也想知道这些故事是怎么变得如此耸动的。」她带领着研究双胞胎的其中一个团队。
7%
所以，并没有。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。
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。
「这次太空飞行中那改变表现程度的7%基因，即使在返回地球六个月后依然维持改变后的状态，」领导该项分析、威尔康奈尔医学院（Weill Cornell Medicine）的克里斯多福．梅森（Christopher Mason）表示。
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。
马克与史考特也不相同
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。其实在他们的大部份人生中，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。
在频繁的太空飞行中，暴露在较高辐射下的DNA突变必然较快。如果我们发现马克和史考特之间的基因序列没有不同，那才真的叫人惊讶。今天史考特的基因序列有别于马克，并有较快的的突变率，这点完全是可以料想到的。
贝利表示：「没有一对双胞胎是完全相同的，而我们随时都在随机发生突变。毫无疑问的，光是暴露在辐射下这项因素，史考特无论是和马克或任何一个没在太空待上一年的人比较起来，确实有不同或更多的突变。」
染色体弹簧索
即便这样，NASA这次却很讶异地发现凯利的染色体在太空中变长了，至少在他的白血球内是如此。这个异变影响了染色体末端如盖子般的端粒（Telomere）。
一般而言，端粒会随着年龄增长而缩短，这是因为在每次细胞分裂的过程中，染色体在复制时末端会被削弱。多数人认为，端粒缩短或损耗会造成与老化有关的细胞缺损。
但是凯利的端粒在太空中拉长了，而且在回到地球后快速地缩回原本的长度。贝利的实验室负责研究凯利的端粒，她表示，这些结构所呈现出的弹性很奇妙，而且也可能相当重要。
贝利指出：「现在我们尝试找出这种转变的原因，可以更了解潜在的健康风险。」但她也表示史考特．凯利在太空站上的运动和营养情况也可能影响染色体弹性。这一切都表示，如果史考特真的不想和马克有相同的基因，其实他真的可以不需要为此在太空中待一年。