4月24日,神舟二十号载人飞船成功发射。飞船上除了宇航员,还有一群特殊的“乘客”——来自山东理工大学生命与医药学院实验室的涡虫。它们将在太空里进行为期6天的空间再生实验,探索细胞再生奥秘。
涡虫是一种拥有极强再生能力的扁形动物,体长一到两厘米,其生命历程已经超过5.2亿年,是地球上最古老的生物之一,也是生物学研究中常用的动物实验材料之一。“涡虫的组织修复能力十分惊人,即使断成好几段,每一段仍可再生出新的肌肉、皮肤、肠道,甚至有功能的大脑。而且,这种再生过程可以无限进行下去。”山东理工大学生命与医药学院教授曹忠红介绍,有科学家曾经做过实验,把一条不到2厘米长的涡虫切成279份,一周之后,每一段竟然再生出一条新的涡虫,其再生能力在动物界十分罕见。
山东理工大学开展涡虫再生机制研究已长达近20年,形成了成熟的研究团队和模式。2022年,由曹忠红领衔申报的“空间微重力和辐射环境对涡虫再生的影响及作用机制探索”项目获批立项,涡虫研究不断深入。
中国载人航天工程新闻发言人、中国载人航天工程办公室副主任林西强表示,涡虫空间再生实验为国内首次开展,本项目将从个体水平进一步认识再生基本机制,研究结果有助于解决人类空间损伤等健康问题。
曹忠红告诉记者,能“上天”的涡虫有严格标准:外观有双眼点,体长在8至10毫米之间,健康又活泼。参与实验的每条涡虫都被切分为头部、中段、尾部。优中选优,最终48个片段样本成为搭乘神舟二十号飞船的“幸运虫”。
研究员为涡虫特制了带有芯片的实验盒,入轨后由航天员将其装载到生命生态柜的小型生物通用培养模块中启动实验,通过地面指令,完成样品图像采集、自动换液和样品固定,并下传数据。
涡虫再生关键时期分别在第一、三、五天。此次实验会在这几个特定时间点对涡虫样本自动进行样品固定,涡虫基因和蛋白质在修复过程中的表达状况,就能在太空中被定格。样本将由宇航员回收保存,取下涡虫芯片,返航时带回地面。
“此次实验主要研究在空间微重力和辐射环境下,涡虫再生的特征变化以及参与调控的可能分子机制,以期找到一些特征性分子来干预宇航员长期驻轨造成的损伤和支撑修复。”曹忠红说。
同时,地面实验室科研人员也设置了与中国空间站相同的实验环境,同流程开展实验。“我们将通过此次实验分析涡虫地球条件的再生和空间站中的再生有何区别,获得空间复合环境与地面环境涡虫再生过程中,关键时段的差异基因图谱。”山东理工大学生命与医药学院教授赵博生说,涡虫和人类基因组的相似度高达70%以上,所以研究涡虫对于人类细胞克服老化、延缓衰老等都具有重要意义。
(大众日报 2025-04-25
http://paper.dzwww.com/dzrb/content/20250425/Articel05004MT.htm)