我国首次成功回收太空微生物样本

事件回放<p>　　在11月17日返回的“神舟八号”飞船上，开展了17项空间生命科学实验，其中，中科院微生物所微生物资源前期开发国家重点实验室黄英研究组就承担了其中“微生物在空间的生长与代谢研究”课题。</p><p>　　据悉，为了准备这次太空搭载，黄英研究员及助手于10月15日即携带样品和实验器具飞赴酒泉卫星发射中心。微生物样品于发射前10小时顺利交付总体部验收并装载到德方研制的通用生物培养箱中。11月1日飞船发射成功后，他们迅速随试验队转场回到北京，并于11月2日在北京航天城顺利完成地面比对实验样品的装载。</p><p>　　用于此次空间生命科学实验的微生物菌株包括经典的天蓝色链霉菌、枯草芽孢杆菌等5株细菌，以固体培养、液体培养、纯培养、混合培养等方式搭载“神八”升空。在历经了16.5天的太空之旅和两次飞行器交会对接之后，所有微生物样品均成功回收，实现了微生物在太空中的液体透气培养。目前，课题组人员正着手开展回收样品的表型、转录组和基因组学分析，以期探索微生物对空间微重力环境的响应特征和机制。</p><p>　　日前，中国科学院微生物研究所黄英研究员接受了本报记者的专访。</p><p>　　<strong>选择</strong></p><p>　　<strong>链霉菌比较</strong><strong>容易用来研究</strong></p><p>　　这次带了5株微生物上去，除了1株枯草芽孢杆菌，其余的4株都是链霉菌，包括天蓝色链霉菌、我们自己分离的一种链霉菌、以及它们的突变株。链霉菌以前常被误认为是霉菌，即一种真菌，但是其实它没有细胞核，是一种细菌。假如带真菌上去，真菌孢子如果漂浮到太空舱里面，就可能会粘附在设备上，产生霉斑，这显然不现实。真菌中的酵母不存在这个问题，但酵母菌在这方面的研究国外已经有报道了。</p><p>　　选择链霉菌有特别的意义，第一，大多数链霉菌对人类来说是一种有益的微生物，临床上应用的70%的抗生素都来自于它，微生物来源的生物活性物质中，大约一半是由链霉菌产生的；其次，链霉菌的生长过程有点类似于真菌，有着比较清晰的发育分化过程，但它的基因组比真菌小得多，比较容易用来研究，可以作为一种模式生物来分析，是研究微生物发育分化的良好生物学材料。</p><p>　　枯草芽孢杆菌也是对人类非常有用的一种微生物，能产生多种活性物质和酶类，如生活中用到的洗衣粉中的碱性蛋白酶等。它能分化产生芽孢，生存能力强，跟链霉菌一样，都是属于适应性很强的微生物。除了分泌不一样的生物活性物质，把两种微生物放在一样培养，能够通过互相之间的信息交流，创造性地产生两种微生物各自单独培养不能产生的活性物质。</p><p>　　<strong>目的</strong></p><p>　　<strong>找出微重力环境下的突变株</strong></p><p>　　主要目的是观察微生物在上天后，它们的生命过程在特定的环境中会有什么样的改变。尤其是太空舱中的微重力环境对于微生物的生长代谢，和地球的重力环境相比，有什么样的不同；其次是太空中的各种射线辐射，可能会让这些微生物发生基因突变，这些突变可能会产生一些在地球环境下不能分离出来的菌株，某些突变菌株可能有很好的应用前景。</p><p>　　目前，在太空环境中开展微生物学研究的国家还不多，我们的研究属于世界前沿性课题。美国国家航空航天局主要是研究微生物对宇航员的影响。我们也是第一次成功地将微生物样品送上太空舱后又成功地收回。目前有些国家，包括我们国家也提出了“空间制药”的概念，也有一些公司在做，但不多，技术条件还不成熟，太空搭载资源也非常有限，更何况，地面条件下的微生物制药还研究不过来呢，主要是指基因工程方面的研究。</p><p>　　<strong>安全</strong></p><p>　　<strong>专门生物膜</strong><strong>能“透气不透水”</strong></p><p>　　这得感谢这次中德合作！这次使用了德宇航研制的一种专门的生物膜，能够做到“透气不透水”。由于搭载微生物是耗氧的，气体可以通过这些生物膜进入到培养基中，而培养液和微生物本身却不能透过膜扩散到太空舱的环境中去，从而防止了对太空舱可能的污染。</p><p>　　<strong>发现</strong></p><p>　　<strong>搭载菌株生长更旺盛</strong></p><p>　　由于需要在实验室进行后续研究，具体的研究分析成果要较长时间才能出来。但我们已经观察发现链霉菌太空搭载菌株的生长比地面对照组明显要旺盛，或者说超前，跟我们前期在实验室用回转器模拟微重力效应的生长情况有些相似，这也预示着太空微重力的特定条件，对微生物的生长代谢产生了影响。</p><p>　　<strong>展望</strong></p><p>　　<strong>实验室扩大到抽屉大</strong></p><p>　　下一次上天可能会在2014年天宫二号发射以后。这一次我们的微生物“实验室”也就一个烟盒大，目前我们正在积极申报载人空间站应用系统的项目，预计在将来的空间站里，我们的“实验室”会增加到一个课桌抽屉的大小，到时我们可以带入更多的微生物样本，可以观测到不同样本的实时生长状况。</p><br />