隨著人類探索太空的深入,未來人類能否在太空正常生活、繁衍后代?空間微重力和輻射等特殊環(huán)境會(huì)不會(huì)對(duì)生殖造成不良影響?迄今為止,沒有人能夠明確回答這些問題。
為了解開這些疑惑,4月6日發(fā)射的我國實(shí)踐十號(hào)返回式科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星把6000余枚小鼠早期胚胎帶上了太空。它們能否像在地球一樣正常發(fā)育?人們對(duì)此充滿期待。
經(jīng)過數(shù)天的太空旅行,實(shí)踐十號(hào)上傳來好消息:小鼠早期胚胎在太空中順利完成從2細(xì)胞到囊胚的全程發(fā)育。這是世界上第一次實(shí)現(xiàn)哺乳動(dòng)物胚胎在太空發(fā)育。
“對(duì)哺乳動(dòng)物早期胚胎在太空發(fā)育的研究迄今只有三次嘗試?!边@項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的負(fù)責(zé)人、中科院動(dòng)物研究所研究員段恩奎說。
第一次是20年前。1996年,美國哥倫比亞航天飛機(jī)將49枚小鼠2細(xì)胞胚胎送上太空,結(jié)果無一發(fā)育;此后國外再無進(jìn)行此類實(shí)驗(yàn)。
第二次是10年前。2006年,段恩奎領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)利用我國實(shí)踐八號(hào)育種衛(wèi)星留軌艙,開展了小鼠4細(xì)胞期胚胎太空發(fā)育實(shí)驗(yàn),首次獲取了太空中的小鼠胚胎圖片,但遺憾的是它們?cè)谔瘴茨芡瓿砂l(fā)育。
第三次就是實(shí)踐十號(hào)任務(wù)?!斑@十年來我們沒有放棄,這一次終于成功了,在世界上第一次證明了哺乳動(dòng)物早期胚胎在太空微重力條件下,完全可以發(fā)育到囊胚階段?!倍味骺f。
為了實(shí)現(xiàn)這一科學(xué)目標(biāo),科學(xué)家們完成了“不可能完成”的任務(wù):中科院上海技術(shù)物理所研究員張濤領(lǐng)導(dǎo)的胚胎培養(yǎng)載荷研究團(tuán)隊(duì)將地面上一個(gè)龐大復(fù)雜的胚胎實(shí)驗(yàn)室濃縮成了一個(gè)微波爐大小的培養(yǎng)箱和一個(gè)電控箱,且使其具有密閉培養(yǎng)、自動(dòng)搜索識(shí)別顯微成像、遙控固定、圖像下傳等功能。
十年來,科學(xué)家們深入分析研究,對(duì)太空胚胎培養(yǎng)方法和固定技術(shù)進(jìn)行了多方面的研究和改進(jìn)。
“比如,我們科學(xué)團(tuán)隊(duì)與西北農(nóng)林科技大學(xué)馬保華教授合作研發(fā)了胚胎密閉培養(yǎng)體系,研制了適用于太空胚胎培養(yǎng)的特殊培養(yǎng)液,開發(fā)了進(jìn)行大量早期胚胎冷凍、解凍的新技術(shù),以前一次能冷凍1~10個(gè)胚胎,現(xiàn)在能一次冷凍50~100個(gè)左右?!倍味骺f。
在實(shí)踐十號(hào)上,安放小鼠胚胎的裝置在19個(gè)載荷中屬于最受關(guān)愛和特殊照顧的“寵兒”。
“它在發(fā)射前8小時(shí)最后一個(gè)裝上衛(wèi)星,以最大程度縮短在地面停留的時(shí)間;在轉(zhuǎn)運(yùn)及裝載過程中要求不能斷電超過20分鐘,以保證它的狀態(tài),事實(shí)上僅斷電了12分鐘。另外發(fā)射前4小時(shí)要進(jìn)行一次自動(dòng)搜索顯微成像。”段恩奎介紹。
“希望這些小鼠胚胎能安全度過回歸地球的艱難旅程,我們將立刻把它們運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行全方位分析研究,與地面對(duì)照實(shí)驗(yàn)結(jié)果比對(duì),分析胚胎形態(tài)變化,進(jìn)行基因蛋白監(jiān)測,篩選出影響太空哺乳動(dòng)物早期胚胎發(fā)育的相關(guān)基因。”段恩奎說。
據(jù)新華社