O problema é que seu dispositivo USB provavelmente está usando FAT (16/32) ou NTFS como sistema de arquivos que não suporta permissões. É por isso que eles mudam de volta após editar no nautilus. Se você quiser usar permissões com pen drives, precisará formatá-lo em qualquer formato EXT (use 3 ou 4) usando o gparted (instalar com o synaptic).