神舟八號(hào)飛船搭載實(shí)驗(yàn)生物成果"豐盛"

不到1毫米長(zhǎng)的線蟲(chóng)，嫩綠的水稻幼苗，大小只有針尖1%的鏈霉菌，浸泡在溶液中的蛋白質(zhì)晶體……去年11月，在跟隨神舟八號(hào)在太空中飛行了16天半后，它們?nèi)宽樌祷氐孛妫R不停蹄地進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室接受科學(xué)家的全面“體檢”，看看它們到底從太空帶回了什么驚喜。

“現(xiàn)在半年過(guò)去了，中方科學(xué)家參與的11項(xiàng)空間生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)已經(jīng)到了‘收獲期’。”5月底，中科院空間科學(xué)與應(yīng)用總體部的一間會(huì)議室里氣氛輕松，各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)負(fù)責(zé)人的臉上早已沒(méi)有了當(dāng)初“神八”剛剛返回時(shí)的緊張，“這些科學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)在已取得不少研究成果，并且發(fā)表了論文，而且還有很多深入研究的空間。”這11項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，樣品成功率達(dá)到96%。

抗生素工廠搬上太空

“我們從搭載樣品中篩選出幾株發(fā)生特殊誘變的菌株，而且還發(fā)現(xiàn)，鏈霉菌在空間環(huán)境中產(chǎn)生抗生素的效率更高。”小小的鏈霉菌是中科院微生物所研究員黃英的“寶貝”，她指著顯微鏡下的實(shí)驗(yàn)照片解釋說(shuō)，鏈霉菌屬微生物，是放線菌的一種，而70%的抗生素由放線菌產(chǎn)生。

讓黃英感到驚喜的是，“太空旅行”后的鏈霉菌地生長(zhǎng)速度大幅度提高。它們?cè)谔罩兴翢o(wú)忌憚地生長(zhǎng)，殺死了更多的枯草芽孢桿菌，這說(shuō)明它們釋放出的抗生素濃度高于地球上的同類。

“將來(lái)不論是在太空環(huán)境中，還是通過(guò)地面模擬微重力環(huán)境，這項(xiàng)研究都為大量生產(chǎn)某些抗生素藥物提供了研究基礎(chǔ)。”有這么好的應(yīng)用前景，黃英露出滿臉笑容。

線蟲(chóng)“勇闖”微重力空間

它們有著好聽(tīng)的名字——秀麗線蟲(chóng)，在自然狀態(tài)下它們生活在泥土中，以細(xì)菌為食。而在“神八”的太空實(shí)驗(yàn)里，它們被裝進(jìn)小盒子，體驗(yàn)著與宇航員一樣的微重力環(huán)境。

“宇航員進(jìn)入太空后會(huì)有許多不適應(yīng)癥，因?yàn)榫€蟲(chóng)的肌肉組織和人體肌肉組織比較像，所以我們希望通過(guò)線蟲(chóng)去研究它在太空中肌肉的一些功能。”中科院水生生物所副研究員王高鴻說(shuō)。

“回來(lái)后，我們看到線蟲(chóng)的行為能力降低了，確實(shí)和宇航員的肌肉萎縮有某種聯(lián)系。”王高鴻認(rèn)為，這次驗(yàn)證的結(jié)果非常可喜，研究會(huì)為宇航員肌肉萎縮等病癥提供生物學(xué)基礎(chǔ)和機(jī)理，也為開(kāi)發(fā)預(yù)防疾病發(fā)生的藥物提供幫助。

水稻種上空間站

“我們將水稻種子在地面接種，然后送上太空萌發(fā)生長(zhǎng)。”中科院植物所的溫曉剛說(shuō)，水稻是空間生命支持系統(tǒng)中重要的食物來(lái)源，對(duì)于未來(lái)宇航員在太空進(jìn)行長(zhǎng)期作業(yè)，這項(xiàng)研究必不可少。

回到地面后，水稻幼苗繼續(xù)在溫曉剛的實(shí)驗(yàn)室中生長(zhǎng)。

“我們發(fā)現(xiàn)它可以進(jìn)行基本的生長(zhǎng)發(fā)育，和地面沒(méi)有顯著差別。但由于光合活性低于地面生長(zhǎng)的幼苗，發(fā)育得也沒(méi)有地面上那么好。”溫曉剛說(shuō)，空間微重力會(huì)造成高等植物光合機(jī)構(gòu)葉綠體中的類囊體膜結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，比如類囊體膜垛疊的基粒組分減少等，這種變化可能對(duì)植物光合系統(tǒng)的功能造成一定影響。

“以后要在空間站種植的話，首選應(yīng)該是生菜這種沙拉型蔬菜。水稻、小麥可以應(yīng)用于月球基地這樣的太空生保系統(tǒng)，那就是更長(zhǎng)遠(yuǎn)的事情了。”溫曉剛笑著說(shuō)。

滿懷希望的太空

其實(shí)，除了上面提到的幾項(xiàng)實(shí)驗(yàn)外，我國(guó)科學(xué)家還利用“神八”的太空微重力環(huán)境培養(yǎng)蛋白質(zhì)晶體，得到的4種蛋白質(zhì)晶體質(zhì)量較地面對(duì)照或以往結(jié)果得到顯著改善，出晶率達(dá)到創(chuàng)新高的85.7%，將來(lái)或許可依據(jù)研究數(shù)據(jù)開(kāi)發(fā)一些新的藥品。

此外，中科院水生所還在“神八”上構(gòu)建了一個(gè)小型“生物圈”。這個(gè)水生態(tài)系統(tǒng)以纖細(xì)裸藻和小球藻作為主要生產(chǎn)者，澳洲水泡螺作為主要消費(fèi)者，同時(shí)以自組織形式共培養(yǎng)細(xì)菌作為分解者，邁出了在太空自主建立受控生態(tài)生命保障系統(tǒng)的重要一步。

正如“神八”空間應(yīng)用系統(tǒng)總體主任設(shè)計(jì)師趙黎平所言：“我國(guó)在未來(lái)后續(xù)空間站的空間應(yīng)用和科學(xué)研究上，肯定要有很大的發(fā)展。”

在未來(lái)我國(guó)建立空間站階段，國(guó)家級(jí)空間實(shí)驗(yàn)室建成后，“我們不僅會(huì)在空間生物科學(xué)，而且會(huì)在微重力物理、空間材料、基礎(chǔ)物理等這些空間科學(xué)的前沿方向，都會(huì)有很豐富的資源來(lái)開(kāi)展下一步的科學(xué)實(shí)驗(yàn)。”在趙黎平眼中，這是一個(gè)滿懷希望的太空。