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終於,科學家看到了來自太空的生命繁衍跡象!

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新鮮人 發表於 2016-4-20 22:51 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
邱晨輝 發表於  昨天15:21

  終於,科學家看到了來自太空的生命繁衍跡象。

  4月18日傍晚,段恩奎的6000多個實驗對象穿越大氣層回到了地球。過去12天,這位中國科學院的生物學家只能通過太空傳來的照片觀察小鼠胚胎。數千個胚胎,他一個都不願意錯過——其中任何一個,都有可能揭示太空生命發展規律。

  

  實踐十號衛星發射前4小時的二細胞小鼠胚胎。圖片來源:中科院動物研究所

  如今,這些實驗對象乘著實踐十號衛星回收艙,降落在內蒙古四子王旗草原上。隨之落地的,是人類科學史被改寫的消息。

  在6000餘枚小鼠胚胎中,專門用於發育實驗的有幾百枚胚胎。段恩奎還不能說清楚究竟有多少個在太空中完成了從二細胞到囊胚的發育,但可以肯定的是,中國已經在太空實現了哺乳動物胚胎的發育。而這,在世界上是第一次。

  

  小鼠胚胎在實踐十號衛星發射后80小時形成囊胚。圖片來源:中科院動物研究所

  當天下午,4架直升機在草原上空盤旋布陣,就是為了找到裝載這些在太空創造了生命繁衍奇迹的「小傢伙們」,以及它們所在的衛星回收艙。

  對一顆科學衛星來說,這種大場面的舉動並不多見。13年前,同樣是在這片草原上,直升機找到了中國進入太空的第一人楊利偉,以及把他送入太空的神舟五號。

  今天找到的實踐十號回收艙,在很大程度上延續了楊利偉和神舟五號的腳步——隨著人類探索太空的深入,未來人類能否在太空正常生活、繁衍後代,人類在太空由於長期微重力的影響而造成嚴重的骨鈣流失問題如何解決,太空微重力和輻射等特殊環境對生殖會否造成不良影響,等等。這些,都是回收艙實驗項目所直面的科學問題。

  

  經過12天太空飛行之後返回地面的實踐十號返回艙,被科研人員翻轉吊起。圖片來源:本文作者

  草原上夜幕降臨,回收艙的門打開了。科學家們抱著實驗箱,小心翼翼地挪動著。實驗樣品有的要在現場處置,有的則要連夜運往北京、上海、大連、杭州等地的實驗室,科學家們還將圍繞這些來自太空的生命跡象,與地面對照實驗結果比對,為人類走向深空而繼續探索著。

  在實踐十號任務中,段恩奎擔任的職務是衛星科學應用系統副總師,負責整個應用系統9項生命科學實驗的統籌,其中就包括備受矚目的「微重力條件下哺乳動物早期胚胎髮育研究」。

  有意思的是,關於這項重大研究,其現有成果究竟要不要第一時間向社會公布,讓段恩奎的科研團隊「糾結」了好幾天。

  科學家做出成果后,通常的選擇是,先向科學界公認的學術期刊投稿,學術文章通過發表,即得到了學術共同體的認可后,才會接著召開新聞發布會,向社會公開成果。

  但面對重大的科技成果,究竟要不要這麼做,段恩奎猶豫了。

  4月17日,是實踐十號衛星發射以來,段恩奎第一次主動接受媒體的集體採訪。他說,「我們科學家之所以能做這樣的實驗,能有這樣的經費,全賴於納稅人的支持和理解,如今我們做出成果來了,要先向社會彙報。」

  當然,一旦成果的信息滿天飛,學術期刊也許就很難再為「舊信息」提供版面。段恩奎忍痛割愛,「少發一篇文章又如何」——說到底,做科研不是為了發文章,還是為了社會公眾的福祉。

  這個實驗的設計初衷,也正是為了觀察6000多個小鼠胚胎到了太空以後,還能否像在地球一樣正常發育,以間接預示未來人類能否在太空繁衍後代。

  

  科研人員打開實踐十號衛星回收艙的「頭殼」,露出了裡面的實驗裝置。圖片來源:本文作者

  這並不容易,在實踐十號之前,人類在這方面有過兩次嘗試,但都失敗了。

  第一次是20年前。1996年,美國國家航空航天局(NASA)用哥倫比亞太空梭,把49枚小鼠二細胞胚胎和八細胞胚胎送上太空。然而,衛星回收后,再觀察這些細胞胚胎,卻無一發育。從那以後,國外再無此類實驗的消息傳來。

  接著就是屬於中國科學家的嘗試。段恩奎清晰地記得,2006年,在酒泉衛星發射中心,由他所領導的科研團隊,將小鼠四細胞胚胎,送上了位於實踐八號育種衛星的留軌艙。衛星進入太空后,科學家們首次獲取了太空中的小鼠胚胎圖片。

  遺憾的是,這些胚胎並未在太空完成發育。段恩奎將這一實驗目標定義為「失敗」。而失敗的原因在於,在發射前32小時,便將小鼠胚胎安置到衛星上,這幾十個小時,對胚胎髮育來說已然是段漫長的時間,「二細胞的胚胎,還沒上天就早已開始發育了」。

  如今,又過去了10年,段恩奎對眼下這次機會「備感珍惜」。距離發射不到8小時,他們才將胚胎培養箱送上屹立在火箭頂端的衛星回收艙里。

  這個看似小的細節,決定了如今實驗的結果。

  實踐十號胚胎研究項目成員、中科院動物所工程師雷曉華向記者回憶:那是「火箭已經加過注」的最後關頭,科學家在運送載荷時,必須穿戴帶有氧氣面罩的特殊服裝。在轉運和裝載過程中,這個最受關愛的「寵兒」,不能斷電超過20分鐘——在科學家「精打細算」下,僅斷電了12分鐘。

  

  4月6日凌晨在酒泉衛星發射中心升空的實踐十號衛星,已經取得了突破性的研究成果。圖片來源:Steed

  科學家們還完成了一個「不可能完成的任務」——要把一個地面龐大複雜的「胚胎實驗室」,壓縮成一個17公斤重、類似家用微波爐大小的培養箱,且具有顯微成像、遙控固定、圖像下傳等功能。中科院上海技術物理所研究員張濤的科研團隊做到了。

  小鼠胚胎被分別裝載於4個培養單元,每個單元內有150個左右。雷曉華說,從衛星發射前8小時起,每4小時顯微成像一次,記錄它們的狀態,直到96小時為止。

  在第64~72小時之間,二細胞胚胎就開始發育到囊胚,和地面上時間基本一致。看到這些,雷曉華知道,這個歷經10年,用了幾萬枚胚胎,做了上百次的實驗,終於成功。

  不管是段恩奎,還是雷曉華,在接受採訪時都難以抑製成功后的興奮。畢竟,這些生命的跡象,預示著包括人類在內的哺乳動物,其生命有望在太空中得以延續。

  

  科研人員將胚胎實驗裝置從實踐十號衛星回收艙內取出。圖片來源:本文作者

  當然,人類在太空得以繁衍延續是其中一步,但能否生存,以及生存得好,也是一個重大命題。在實踐十號回收艙的另外8項生命科學實驗,就涉及這些問題。

  以骨髓培養實驗箱為例,這個實驗箱里的實驗樣品,要做的就和人類在太空條件下的骨髓狀況有關——一個曾被NASA定義為十大熱點的題目。

  該項目負責人、浙江大學教授王金福告訴記者,根據人類太空探索的歷史,一個宇航員在天上一個月,其骨量丟失程度,相當於一個孕婦在地上一年的丟失程度。這個由浙大和中科院國家空間科學中心共同合作的項目,就是要了解長期空間飛行和失重情況下造成人骨量丟失的原因。

  如今,王金福等來了回收艙,他期待儘早「點亮」這些「從天而降」的實驗樣品,及其關鍵細胞信號分子,以探究對抗失重環境下骨量丟失的機制,也為未來更多的「太空人」開發這方面的藥物。

  太空中的一些生命跡象,回到地球后,很可能無法繼續延續。比如小鼠胚胎,回到地球便不再繼續生長發育,這是因為發育成囊胚的胚胎,如果沒有及時在母體子宮著床,就會慢慢死去。不過,太空中觀察的現象,已經給了段恩奎團隊莫大的激勵。

  他希望,未來能夠在更短時間內,回收這些胚胎,那樣也許會有更重大的突破,「及時將它們植入母體,看能不能生下健康的小鼠,甚至看看這些後代們能否健康地活著」。(編輯:Steed)

  本文授權轉載自中國青年報·中青在線。
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