200년간 화성의 우주방사선에도 번식 가능한 정자!
우주방사선에 6년간 노출된 정자로 태어난 생명과 이 생명의 번식
이 사진은 국제우주정거장에서 6년간 우주방사선에 노출되었던 정자가
수정되어 정상적인 분열을 하는 장면입니다(그림1).
무인 우주 탐사와 유인 우주 탐사의 시대를 넘어,
인류는 새로운 행성 화성에 정착지 건설을 준비하고 있습니다(그림2).
화성에서 정착한다는 것은 화성에서 종족 번식을 하게되는 것입니다.
그런데 연구자들에게는 큰 우려가 있었습니다.
모든 생명은 지구를 벗어나는 순간 자기장에 의한 우주방사선 보호를 받지 못하게 됩니다.
우주방사선은 세포와 DNA 수준에서 치명적인 손상을 일으킵니다.
DNA의 손상으로 인해 생식세포의 손상이 발생하고
정상적인 번식이 불가능하거나 태어난 자손에 문제가 있을 수 있기 때문입니다(그림3).
일본 야마나시(Yamanashi) 대학의 Teruhiko Wakayama는 이 우려에 대한 대답을 제시합니다.
최근 Science Advances에 게제된 논문에서 연구자들은
동결건조한 생쥐의 정자를 우주방사선에 최대 6년간 노출시킨 이후
이 정자로 수정과 태아 출산 가능성을 실험하였습니다(그림4-6).
이 사진은 해동된 방사선노출 정자를 난자에 수정시키는 장면입니다(그림7).
이 난자는 정상적으로 배반포(Blastocyst)로 분열하였습니다(그림8).
발생 과정에서 연구자들은 다양한 방법의 실험으로 DNA 손상, 발달 이상을 확인하였으며
큰 이상을 확인하지 못했습니다(그림9).
이 생쥐 태아들은 우주에서 생성된 정자로 탄생했으며(그림10),
이 태아가 정상적으로 자라 성체 생쥐가 되었습니다(그림11).
그리고 우주방사선에 노출된 정자로 태어난 이 생쥐는
정상적인 번식으로 자손을 낳기까지 했습니다(그림12).
우주정거장에서 우주방사선을 6년을 버틴 정자는,
우주방사선이 더 약한 화성에서는 200년을 버틸 수 있다고 합니다.
이 연구의 제 1저자 Sayaka Wakayama는 AFP와 인터뷰에서 말했습니다
"우주 정자와 지구 정자에서 태어난 생쥐에 차이는 극히 적다"
"미래에 인류가 지구를 떠나 다른 행성으로 이주할 때는
인간뿐만 아니라 애완동물이나 가축 등 다른 동물에서도 유전 자원의 다양성을 유지할 필요가 있다"
"이 발견은 인류가 맞이할 우주 시대에 매우 중요한 발견이다"
관련 내용 유튜브 SciTechIn에 영상으로 소개되어 있습니다.
참고자료
1. Evaluating the long-term effect of space radiation on the reproductive normality of mammalian sperm preserved on the International Space Station: https://advances.sciencemag.org/content/7/24/eabg5554
2. To explore space radiation’s impact on reproduction, scientists sent freeze-dried mouse sperm to the ISS: https://www.statnews.com/2021/06/11/space-radiation-sperm-international-space-station/
3. Mouse sperm thrived despite six years of exposure to space radiation: https://www.sciencenews.org/article/mouse-sperm-dna-space-radiation-exposure-six-years
4. Humans Could Possibly Produce in Mars: Sperm May Survive on Red Planet for Up to 200 Years!: https://www.sciencetimes.com/articles/31676/20210612/humans-could-reproduce-on-mars-sperm-may-survive-on-red-planet-for-up-to-200-years.htm
5. NASA's Journey to Mars: https://www.nasa.gov/content/nasas-journey-to-mars
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