从鱼缸到太空:“鱼航员”担负科研使命

来源:开云网站ac米兰赞助商    发布时间:2025-05-19 23:41:57

  4月24日17时17分,神舟二十号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射。此次发射不只标志着我国航天事业的又一重要里程碑,更因6条来自华南理工大学医学院的斑马鱼“鱼航员”的参加而备受瞩目。

  “这些斑马鱼将在太空站逗留30天以上,履行失重性骨丢掉及心肌重塑的蛋白稳态调控机制研讨项目,这也是国际上初次运用施行基因敲除的斑马鱼展开的在轨试验。”项目负责人之一、华南理工大学医学院教授王强介绍道。

  记者了解到,该研讨项目由我国航天员科研练习中心、华南理工大学和我国科学院上海技能物理研讨所一起承当。“此次进入太空站,咱们将要点研讨微重力对斑马鱼心血管功能障碍和骨丢掉的影响,并探求密闭生态系统中动物、植物和水体环境的相互效果。”王强说。

  空间失重给宇航员的心血管系统、骨骼系统带来多种潜在损害危险,失重性骨丢掉及心肌重塑是约束人类展开深空探求的重要医学问题之一。

  斑马鱼是一种小型的热带淡水鱼,体长仅4-5厘米,是一种小型的热带淡水鱼。它和人类基因组有高达80%以上的类似度,是展开生命科学、健康科学、环境科学研讨的重要形式动物。

  2024年4月,神舟十八号曾带着4条斑马鱼和4克金鱼藻进入我国空间站,并完结了全球空间水生生态系统最长的43天在轨运转记载。一起,完结斑马鱼在太空成功产卵,这表明我国研发的水生生态系统的稳定性。

  在此基础上,本年斑马鱼研讨重磅晋级,6条试验用斑马鱼将在完毕空间站日子后回来地上。“个人会运用斑马鱼作为形式生物,将3条野生型斑马鱼和3条基因敲除型斑马鱼,以及6克金鱼藻构建的水生生态系统,经过上行水生支撑设备乘坐神舟二十号飞船抵达我国空间站。”王强介绍道。

  据了解,经过我国航天员科研练习中心研讨员李英贤团队和王强团队的研讨,已经在地上验证了敲除斑马鱼特定基因后,能够对立骨丢掉和心肌重塑现象的产生。

  “此前因为试验条件的约束,只能在地上展开模仿失重试验。相关现象在空间站上终究能否得到验证,我们都特别等待,”王强表明,斑马鱼返程后将被用来研讨生物体在微重力环境下对空间环境的响应和改变机制。此外,团队将运用回来的水样、金鱼藻探求航天特别环境对高等动物、植物与生态系统间稳态的影响。

  经过这些研讨,团队将测验找到可行的手法和办法,协助对立因航天失重引起的机体改变,为航天员健康保证供给科学依据,从而为载人登月以及更远的深空勘探供给协助。一起,研讨结果还有望用于针对性开发药物,完结“天为地用”,为长时刻卧床人群的骨丢掉问题供给解决计划。

  在未来的试验计划中,团队还会将斑马鱼胚胎送到太空,进一步研讨微重力条件下脊椎动物胚胎发育的影响机制。

  让斑马鱼游向太空,并非易事。“在制备斑马鱼wwp1基因突变体时,一开始就遇到了困难,”小组成员、华南理工大学医学院博士生李想介绍道。

  惯例的斑马鱼纯合突变体制备,或许只需求6-8个月,但wwp1基因在斑马鱼基因组中重复序列较多,特别难找到适宜的基因打靶位点。为此,团队运用CRISPR/Cas9系统在斑马鱼胚胎中测验了40余条sgRNA和20多对不同的判定引物,寻觅适宜的突变体,用了近1年的时刻重复测验,才完结wwp1突变体的构建。

  试验使命到了进入发射场的要害阶段,如何将试验所需的斑马鱼和金鱼藻样本,从校园安全地带到千里之外的酒泉卫星发射中心,又成为了一个难题。为此,华南理工大学与广铁集团活跃交流,协助团队将履行本次使命需求的斑马鱼和金鱼藻样本,经过高铁运送至目的地,保证“鱼航员”及时到岗,得以顺利展开后续作业。

  在地上研讨时,因为重力的效果,很简单对每一条鱼进行麻醉,并运用取样器收回样本。但在太空站微重力条件下,运用麻醉剂将斑马鱼麻醉并进行收回,却是一个很大的难题。在我国科学院上海技能物理研讨所工程师田清的指导下,团队做了很多的试验,重复比较主动收回和手动收回两种计划,终究决议选用手动收回的方法。

  到时,将由航天员将麻醉剂注入单元中,运用反差镊子取样,将斑马鱼收回。为此团队专门改进了取样口的规划,保证航天员能够顺利完结操作。

  据了解,6条“鱼航员”一飞冲天的背面,是华南理工大学医学院的坚决护航。医学院成立于2014年,依托校园深沉底蕴和总实力,树立起了由国家高层次人才领衔的师资队伍,建成了“学士、硕士、博士”完好的人才教育训练系统,形成了共同的“医工结合”形式,并组建了胚胎发育信号转导试验室,以斑马鱼为形式生物,结合细胞生物学、分子生物学、多组学等技能,研讨发育生物学的根本进程。

  王强表明,在校园的支撑下,医学院为发育生物学与再生医学团队供给挨近3000平方米的科研试验场所,建有2间斑马鱼鱼房、3间独立的细胞培养间,可放置约10000个斑马鱼饲养缸,能一起饲养300000条成年斑马鱼,可为5-8个课题组供给相对独立的斑马鱼饲养空间。

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