4月24日17時17分,神舟二十號載人飛船在酒泉衛星發射基地成功發射。除了三位宇航員,6條來自華南理工大學醫學院的斑馬魚也一同進入太空,成為名副其實的「魚航員」。
據介紹,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態調控機制研究項目。這也是國際上首次利用實施基因敲除的斑馬魚開展的在軌實驗。
這一研究項目由中國航天員科研訓練中心、華南理工大學和中國科學院上海技術物理研究所共同承擔。「此次進入太空站,我們將重點研究微重力對斑馬魚心血管功能障礙和骨丟失的影響,並探索密閉生態系統中動物、植物和水體環境的相互作用。」項目負責人之一、華南理工大學醫學院王強教授介紹道。
據悉,空間失重給宇航員的心血管系統、骨骼系統帶來多種潛在損傷風險,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學問題之一。
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80%以上的相似度,因此成為微重力環境下開展生命科學、健康科學、環境科學研究的理想模式生物。2024年,中科院水生生物研究所科研團隊曾首次將4條斑馬魚送入中國空間站,並實現了全球空間水生生態系統最長的43天在軌運行紀錄。同時,實現斑馬魚在太空成功產卵,這表明我國研製的水生生態系統的穩定性。
在此基礎上,今年斑馬魚研究升級,6條實驗用斑馬魚將在結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克金魚藻構建的水生生態系統,通過上行水生支持裝置乘坐神舟二十號飛船到達中國空間站。」王強介紹道。據了解,經過中國航天員科研訓練中心李英賢團隊和華南理工大學王強團隊十餘年的研究,已經在地面驗證了敲除斑馬魚特定基因後,能夠對抗骨丟失和心肌重塑現象的發生。
「此前由於實驗條件的限制,只能在地面開展模擬失重實驗。相關現象在空間站上究竟能否得到驗證,大家都特別期待。」王強教授表示,斑馬魚返程後將被用來研究生物體在微重力環境下對空間環境的響應和變化機制。此外,團隊還將利用返回的水樣、金魚藻探究航天特殊環境對高等動物、植物與生態系統間穩態的影響。
通過這些研究,團隊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體變化,為航天員健康保障提供科學依據,從而為載人登月以及更遠的深空探測提供幫助。同時,研究結果還有望用於針對性開發藥物,實現「天為地用」,為長期臥床人群的骨丟失問題提供解決方案。
據悉,在未來的實驗計劃中,團隊還會將斑馬魚胚胎送到太空,進一步研究微重力條件下脊椎動物胚胎發育的影響機制。
頂圖圖說:升入太空的「魚航員」。(華南理工大學供圖)