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神八搭載蛋白質在太空中"結晶" 形如"鑽石"(圖)

發佈時間:2011年11月21日 18:22 | 進入復興論壇 | 來源:新京報 | 手機看視頻


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  昨日淩晨3時,中科院生物物理研究所,科學家正觀察剛剛從神八飛行艙取回的生物體。

雞蛋清溶菌酶在太空中形成的結晶體。 本版圖片/本報記者 楊傑 攝

  本報訊 昨日淩晨1時許,神舟八號飛船搭載的17項生命科學實驗的“黑匣子”平安抵達北京。

  此時,北京航天城,中德兩國科技工作者,已等候五六個小時,大家等著查看從太空中歸來的黑匣子,期盼各自的實驗有好的“收穫”。

  神舟八號飛船在軌飛行期間,地面監測表明,有效載荷在軌運行狀態良好,各項科學實驗進展順利。根據實驗要求,黑匣子從飛船返回艙取出後,應在7.5小時內運抵實驗室。黑匣子開啟後,專家將對樣品在軌實驗情況進行初步評估。後續各科學實驗項目將對實驗樣品進行研究分析。

  據悉,此次中德合作的空間生命科學實驗17個項目涉及33種樣品,其中中方10項,德方6項,中德合作1項,涉及四大領域:基礎生物學、空間生命技術、先進生命支持系統中的生物學以及空間輻射生物學。樣品包括植物、動物、微生物等,比如水泡螺、線蟲、細菌、病毒等。

  在17項實驗中,《空間生物大分子組裝與應用研究》一項是由中科院生物物理研究所承擔的。昨日淩晨,記者第一時間來到該所實驗室,目睹從神八上搭載回來的14種蛋白質溶液。

  中科院生物物理研究所研究員倉懷興説,大多數蛋白質溶液在太空微重力下,結晶效果非常好,有的甚至是“意想不到的好”。

  ■ 現場

  蛋白質溶液結晶若鑽石

  昨日淩晨4點整,位於北沙灘的中科院生物物理研究所實驗室的燈一直亮著,神八搭載的實驗“黑匣子”剛剛到達實驗室。

  倉懷興一關接一關地打開實驗箱,像是拆開一層層包裝。打開一層層的薄片包裝材料,露出成排的120個小方格,小方格外還有一層保護膠帶,每個小方格裏就是毛細管。算下來,這裝有蛋白質溶液的120個毛細管,上了7道保險。

  最終,裝有蛋白質溶液的毛細管露出“真容”,僅有大號“縫衣針”粗,一截手指的長度。細小的玻璃管經過長途跋涉竟完好無損,需要仔細觀看,方能看到裏面的溶液。

  “沒問題,長得真好!”圍觀的研究人員讚嘆道。大家看到的這根毛細管裏,裝的是雞蛋清溶菌酶蛋白。

  結晶體長得像“鑽石”,倉懷興笑了笑回應,“取的時候,我們還説‘收鑽石’嘍。”、“晶體上的藍、黃等顏色,是折射光産生的。”

  研究人員特意挑選了“雞蛋清溶菌酶蛋白”和“痢疾桿菌蛋白0046”查看結晶情況,這兩種蛋白各方面的參數,是個標尺,來衡量設計的空間實驗裝置是否合理。在看到“痢疾桿菌蛋白0046”結晶體的時候,研究人員説“意想不到的好。”

  ■ 對話

  太空晶體可供研究抗癌新藥

  對話人物:倉懷興,中科院生物物理研究所研究員

  新京報:14種蛋白質溶液,都是從哪提取的?

  倉懷興:植物、動物、人體組織、微生物中提取的。比如雞蛋清、沙眼病毒等。

  新京報:為什麼要到太空中獲得晶體?

  倉懷興:地球上,受重力及其誘導的浮力對流的影響,蛋白質晶體下沉,類似煮餃子沒煮好,會黏在一起。

  而太空失重狀態下,溶液中長出的晶體懸浮在溶液中不會下沉,不會“黏”到一起,內部分子結構排列更整齊。

  新京報:太空中的晶體,和人們的生活有關係嗎?

  倉懷興:當然,關係很大。比如生雞蛋放久了不易壞,因為雞蛋清的原因,雞蛋清內的溶菌酶破壞了細菌細胞壁,殺死了細菌,研究其內部的分子結構,可以開發新的殺菌特效藥。

  這次配的蛋白質溶液,有專門針對“乳腺癌”的,將來研究治療“乳腺癌”的藥;對沙眼病毒、痢疾蛋白的研究,對今後開發治療沙眼病、痢疾病的藥物有幫助。

  新京報:老百姓什麼時候可以買到這些新藥物?

  倉懷興:在國外,一般需要8-10年研究開發。

  新京報:研究費用也會很高吧?

  倉懷興:開發蛋白質藥物,耗時10年和耗費10億美元並不誇張。不過也能很快收回成本,很可能1年就賣10億。

  ■ 亮點

  在17項生命科學實驗的項目中,還有兩項的承研單位是中科院水生生物研究所,一項是上海生命科學研究院植生所&&。昨天淩晨,該實驗團隊的負責人表示“檢驗結果顯示,樣品完好!”

  線蟲上天解肌肉萎縮之謎

  中科院水生生物研究所副研究員王高鴻説,此次上天的一兩千隻線蟲都活著,正在進行拍照等待繼續進一步的比照分析。

  據悉,實驗中用的線蟲為“秀麗隱桿線蟲”,是科學家在發育生物學研究領域常用的生物。普通人對此可能知道的甚少,不過,這種線蟲有兩個親戚與人類關係密切,那就是蛔蟲和蟯蟲。

  “秀麗隱桿線蟲約1毫米,只有在顯微鏡下才能看到,是研究人體生理出現的長期變化的最完美替代物,因為線蟲和人的有些基因是一樣的。”王高鴻説。

  在很多相同條件下,線蟲也和人類一樣出現肌肉萎縮現象。肌肉萎縮是宇航員擔心的主要健康問題之一。王高鴻介紹,這次在太空中的一兩千隻線蟲,是不同發育階段的線蟲,雌雄都有,有的是即將産卵的線蟲。

  “研究線蟲,可以開發預防航天員的肌肉萎縮的藥物。”王高鴻説,這項研究還將幫助因肌肉萎縮症、糖尿病、外傷和衰老所致的臥床不起的人。

  水稻接受“微重力”考察

  這次返回的實驗項目中,還有一種名為“日本晴”的水稻品種也隨神八返回。

  據上海生命科學研究院植生所研究員蔡偉明介紹,類似生物學實驗中,最經典常用的動物是“小白鼠”,“日本晴”水稻是植物學實驗的經典,其遺傳背景清楚。

  “這次是將‘日本晴’水稻愈傷組織細胞,放入到培養基上。”研究員蔡偉明説。

  與太空育種不同,太空育種搭載的種子,主要是考察受“空間強輻射影響”,研究植物突變基因;而此次是研究的水稻細胞,主要是考察其在“空間微重力條件”下,植物基因表達的變化。

  本次實驗,將試圖研究微重力下植物基因表達的變化規律,發現地球重力在生物進化過程中的作用。

  ■ 鏈結

  神八回家,搭載的空間科學實驗備受關注。前日,中國載人航天工程網首次公佈了17項科學實驗項目名稱、承研單位。這是中國載人航天工程在空間科學實驗領域首次開展國際合作。

  17項實驗名單全公佈

  中國(10項)

  ●植物細胞微重力效應的轉錄組學研究

  ●植物細胞骨架作用的分子生物學基礎研究

  ●水稻響應微重力變化的蛋白質組研究

  ●空間生物大分子組裝與應用研究

  ●空間輻射與微重力協同生物學效應研究

  ●微生物在空間的生長與代謝研究

  ●動物的空間行為和發育研究

  ●藻類在空間封閉系統的代謝生物學研究

  ●高等植物在空間的代謝生物學研究

  ●高等植物在空間的發育遺傳學研究

  中德(1項)

  ●空間簡單密閉生態系統探索研究

  德國(6項)

  ●纖細裸藻對微重力的分子適應性研究

  ●人類神經膠質瘤細胞在微重力情況下的分化研究

  ●微重力對人類甲狀腺癌細胞的影響

  ●單細胞或巨噬細胞(遺傳免疫)微重力激活影響和功能

  ●微重力情況下植物基因和蛋白質表達研究

  ●擬南芥微重力調製基因網絡分析

  本版采寫/本報記者 仲玉維 實習生 陶瑞鋼

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