4月24日17時(shí)17分,神舟二十號(hào)載人飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射基地成功發(fā)射。除了三位宇航員,6條來自華南理工大學(xué)醫(yī)學(xué)院的斑馬魚也一同進(jìn)入太空,成為名副其實(shí)的「魚航員」。
據(jù)介紹,這6條斑馬魚將在太空站停留30天以上,完成失重性骨丟失及心肌重塑的蛋白穩(wěn)態(tài)調(diào)控機(jī)制研究項(xiàng)目。這也是國際上首次利用實(shí)施基因敲除的斑馬魚開展的在軌實(shí)驗(yàn)。
這一研究項(xiàng)目由中國航天員科研訓(xùn)練中心、華南理工大學(xué)和中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所共同承擔(dān)。「此次進(jìn)入太空站,我們將重點(diǎn)研究微重力對斑馬魚心血管功能障礙和骨丟失的影響,並探索密閉生態(tài)系統(tǒng)中動(dòng)物、植物和水體環(huán)境的相互作用。」項(xiàng)目負(fù)責(zé)人之一、華南理工大學(xué)醫(yī)學(xué)院王強(qiáng)教授介紹道。
據(jù)悉,空間失重給宇航員的心血管系統(tǒng)、骨骼系統(tǒng)帶來多種潛在損傷風(fēng)險(xiǎn),失重性骨丟失及心肌重塑是制約人類開展深空探索的重要醫(yī)學(xué)問題之一。
斑馬魚體長僅4-5厘米,是一種小型的熱帶淡水魚,其基因組和人類基因組有高達(dá)80%以上的相似度,因此成為微重力環(huán)境下開展生命科學(xué)、健康科學(xué)、環(huán)境科學(xué)研究的理想模式生物。2024年,中科院水生生物研究所科研團(tuán)隊(duì)曾首次將4條斑馬魚送入中國空間站,並實(shí)現(xiàn)了全球空間水生生態(tài)系統(tǒng)最長的43天在軌運(yùn)行紀(jì)錄。同時(shí),實(shí)現(xiàn)斑馬魚在太空成功產(chǎn)卵,這表明我國研製的水生生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
在此基礎(chǔ)上,今年斑馬魚研究升級(jí),6條實(shí)驗(yàn)用斑馬魚將在結(jié)束空間站生活後返回地面。
「我們使用斑馬魚作為模式生物,將3條野生型斑馬魚和3條基因敲除型斑馬魚,以及6克金魚藻構(gòu)建的水生生態(tài)系統(tǒng),通過上行水生支持裝置乘坐神舟二十號(hào)飛船到達(dá)中國空間站?!雇鯊?qiáng)介紹道。據(jù)了解,經(jīng)過中國航天員科研訓(xùn)練中心李英賢團(tuán)隊(duì)和華南理工大學(xué)王強(qiáng)團(tuán)隊(duì)十餘年的研究,已經(jīng)在地面驗(yàn)證了敲除斑馬魚特定基因後,能夠?qū)构莵G失和心肌重塑現(xiàn)象的發(fā)生。
「此前由於實(shí)驗(yàn)條件的限制,只能在地面開展模擬失重實(shí)驗(yàn)。相關(guān)現(xiàn)象在空間站上究竟能否得到驗(yàn)證,大家都特別期待。」王強(qiáng)教授表示,斑馬魚返程後將被用來研究生物體在微重力環(huán)境下對空間環(huán)境的響應(yīng)和變化機(jī)制。此外,團(tuán)隊(duì)還將利用返回的水樣、金魚藻探究航天特殊環(huán)境對高等動(dòng)物、植物與生態(tài)系統(tǒng)間穩(wěn)態(tài)的影響。
通過這些研究,團(tuán)隊(duì)將嘗試找到可行的手段和方法,幫助對抗因航天失重引起的機(jī)體變化,為航天員健康保障提供科學(xué)依據(jù),從而為載人登月以及更遠(yuǎn)的深空探測提供幫助。同時(shí),研究結(jié)果還有望用於針對性開發(fā)藥物,實(shí)現(xiàn)「天為地用」,為長期臥床人群的骨丟失問題提供解決方案。
據(jù)悉,在未來的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃中,團(tuán)隊(duì)還會(huì)將斑馬魚胚胎送到太空,進(jìn)一步研究微重力條件下脊椎動(dòng)物胚胎發(fā)育的影響機(jī)制。
頂圖圖說:升入太空的「魚航員」。(華南理工大學(xué)供圖)