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神八搭载蛋白质在太空中“结晶”(图)

2011年11月19日05:14新京报[微博]仲玉维我要评论(0)
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神八搭载蛋白质在太空中“结晶”(图)

昨日凌晨3时,中科院生物物理研究所,科学家正观察刚刚从神八飞行舱取回的生物体。

神八搭载蛋白质在太空中“结晶”(图)

鸡蛋清溶菌酶在太空中形成的结晶体。 本版图片/本报记者 杨杰 摄

本报讯 昨日凌晨1时许,神舟八号飞船搭载的17项生命科学实验的“黑匣子”平安抵达北京。

此时,北京航天城,中德两国科技工作者,已等候五六个小时,大家等着查看从太空中归来的黑匣子,期盼各自的实验有好的“收获”。

神舟八号飞船在轨飞行期间,地面监测表明,有效载荷在轨运行状态良好,各项科学实验进展顺利。根据实验要求,黑匣子从飞船返回舱取出后,应在7.5小时内运抵实验室。黑匣子开启后,专家将对样品在轨实验情况进行初步评估。后续各科学实验项目将对实验样品进行研究分析。

据悉,此次中德合作的空间生命科学实验17个项目涉及33种样品,其中中方10项,德方6项,中德合作1项,涉及四大领域:基础生物学、空间生命技术、先进生命支持系统中的生物学以及空间辐射生物学。样品包括植物、动物、微生物等,比如水泡螺、线虫、细菌、病毒等。

在17项实验中,《空间生物大分子组装与应用研究》一项是由中科院生物物理研究所承担的。昨日凌晨,记者第一时间来到该所实验室,目睹从神八上搭载回来的14种蛋白质溶液。

中科院生物物理研究所研究员仓怀兴说,大多数蛋白质溶液在太空微重力下,结晶效果非常好,有的甚至是“意想不到的好”。

■ 现场

蛋白质溶液结晶若钻石

昨日凌晨4点整,位于北沙滩的中科院生物物理研究所实验室的灯一直亮着,神八搭载的实验“黑匣子”刚刚到达实验室。

仓怀兴一关接一关地打开实验箱,像是拆开一层层包装。打开一层层的薄片包装材料,露出成排的120个小方格,小方格外还有一层保护胶带,每个小方格里就是毛细管。算下来,这装有蛋白质溶液的120个毛细管,上了7道保险。

最终,装有蛋白质溶液的毛细管露出“真容”,仅有大号“缝衣针”粗,一截手指的长度。细小的玻璃管经过长途跋涉竟完好无损,需要仔细观看,方能看到里面的溶液。

“没问题,长得真好!”围观的研究人员赞叹道。大家看到的这根毛细管里,装的是鸡蛋清溶菌酶蛋白。

结晶体长得像“钻石”,仓怀兴笑了笑回应,“取的时候,我们还说‘收钻石’喽。”、“晶体上的蓝、黄等颜色,是折射光产生的。”

研究人员特意挑选了“鸡蛋清溶菌酶蛋白”和“痢疾杆菌蛋白0046”查看结晶情况,这两种蛋白各方面的参数,是个标尺,来衡量设计的空间实验装置是否合理。在看到“痢疾杆菌蛋白0046”结晶体的时候,研究人员说“意想不到的好。”

■ 对话

太空晶体可供研究抗癌新药

对话人物:仓怀兴,中科院生物物理研究所研究员

新京报:14种蛋白质溶液,都是从哪里提取的?

仓怀兴:植物、动物、人体组织、微生物中提取的。比如鸡蛋清、沙眼病毒等。

新京报:为什么要到太空中获得晶体?

仓怀兴:地球上,受重力及其诱导的浮力对流的影响,蛋白质晶体下沉,类似煮饺子没煮好,会黏在一起。

而太空失重状态下,溶液中长出的晶体悬浮在溶液中不会下沉,不会“黏”到一起,内部分子结构排列更整齐。

新京报:太空中的晶体,和人们的生活有关系吗?

仓怀兴:当然,关系很大。比如生鸡蛋放久了不易坏,因为鸡蛋清的原因,鸡蛋清内的溶菌酶破坏了细菌细胞壁,杀死了细菌,研究其内部的分子结构,可以开发新的杀菌特效药。

这次配的蛋白质溶液,有专门针对“乳腺癌”的,将来研究治疗“乳腺癌”的药;对沙眼病毒、痢疾蛋白的研究,对今后开发治疗沙眼病、痢疾病的药物有帮助。

新京报:老百姓什么时候可以买到这些新药物?

仓怀兴:在国外,一般需要8-10年研究开发。

新京报:研究费用也会很高吧?

仓怀兴:开发蛋白质药物,耗时10年和耗费10亿美元并不夸张。不过也能很快收回成本,很可能1年就卖10亿。

■ 亮点

在17项生命科学实验的项目中,还有两项的承研单位是中科院水生生物研究所,一项是上海生命科学研究院植生所牵头。昨天凌晨,该实验团队的负责人表示“检验结果显示,样品完好!”

线虫上天解肌肉萎缩之谜

中科院水生生物研究所副研究员王高鸿说,此次上天的一两千只线虫都活着,正在进行拍照等待继续进一步的比照分析。

据悉,实验中用的线虫为“秀丽隐杆线虫”,是科学家在发育生物学研究领域常用的生物。普通人对此可能知道的甚少,不过,这种线虫有两个亲戚与人类关系密切,那就是蛔虫和蛲虫。

“秀丽隐杆线虫约1毫米,只有在显微镜下才能看到,是研究人体生理出现的长期变化的最完美替代物,因为线虫和人的有些基因是一样的。”王高鸿说。

在很多相同条件下,线虫也和人类一样出现肌肉萎缩现象。肌肉萎缩是宇航员担心的主要健康问题之一。王高鸿介绍,这次在太空中的一两千只线虫,是不同发育阶段的线虫,雌雄都有,有的是即将产卵的线虫。

“研究线虫,可以开发预防航天员的肌肉萎缩的药物。”王高鸿说,这项研究还将帮助因肌肉萎缩症、糖尿病、外伤和衰老所致的卧床不起的人。

水稻接受“微重力”考察

这次返回的实验项目中,还有一种名为“日本晴”的水稻品种也随神八返回。

据上海生命科学研究院植生所研究员蔡伟明介绍,类似生物学实验中,最经典常用的动物是“小白鼠”,“日本晴”水稻是植物学实验的经典,其遗传背景清楚。

“这次是将‘日本晴’水稻愈伤组织细胞,放入到培养基上。”研究员蔡伟明说。

与太空育种不同,太空育种搭载的种子,主要是考察受“空间强辐射影响”,研究植物突变基因;而此次是研究的水稻细胞,主要是考察其在“空间微重力条件”下,植物基因表达的变化。

本次实验,将试图研究微重力下植物基因表达的变化规律,发现地球重力在生物进化过程中的作用。

■ 链接

神八回家,搭载的空间科学实验备受关注。前日,中国载人航天工程网首次公布了17项科学实验项目名称、承研单位。这是中国载人航天工程在空间科学实验领域首次开展国际合作。

17项实验名单全公布

中国(10项)

●植物细胞微重力效应的转录组学研究

●植物细胞骨架作用的分子生物学基础研究

●水稻响应微重力变化的蛋白质组研究

●空间生物大分子组装与应用研究

●空间辐射与微重力协同生物学效应研究

●微生物在空间的生长与代谢研究

●动物的空间行为和发育研究

●藻类在空间封闭系统的代谢生物学研究

●高等植物在空间的代谢生物学研究

●高等植物在空间的发育遗传学研究

中德(1项)

●空间简单密闭生态系统探索研究

德国(6项)

●纤细裸藻对微重力的分子适应性研究

●人类神经胶质瘤细胞在微重力情况下的分化研究

●微重力对人类甲状腺癌细胞的影响

●单细胞或巨噬细胞(遗传免疫)微重力激活影响和功能

●微重力情况下植物基因和蛋白质表达研究

●拟南芥微重力调制基因网络分析

本版采写/本报记者 仲玉维 实习生 陶瑞钢

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