神舟二十號載人飛船的發射日期已經鎖定在北京時間4月24日的17時17分,這一消息由中國載人航天工程辦公室正式公布。令人矚目的是,除了三名宇航員陳冬、陳中瑞和王杰外,還有六位特殊的“乘客”——來自華南理工大學醫學院實驗室的斑馬魚,它們將一同踏上太空之旅,成為名副其實的“魚航員”。
據了解,這六條斑馬魚將在太空站停留超過30天,參與一項關于失重性骨丟失及心肌重塑的蛋白穩態調控機制的研究項目。這也是國際上首次利用實施了基因敲除的斑馬魚進行的在軌實驗。此次研究由中國航天員科研訓練中心、華南理工大學以及中國科學院上海技術物理研究所聯合開展。
華南理工大學醫學院的王強教授透露,研究團隊精心準備了三條野生型斑馬魚和三條基因敲除型斑馬魚,以及一個由六克金魚藻構建的水生生態系統。這些生物和生態系統將通過上行水生支持裝置,搭乘神舟二十號飛船前往中國空間站。在空間站的問天艙生命生態實驗柜的小型受控生命生態實驗模塊中,該裝置將每天自動喂食斑馬魚和金魚藻,并定時進行攝影記錄。
在空間失重環境下,微重力會對生物體產生多種不良影響,如骨骼肌丟失、骨髓微環境損傷、心律失常以及心肌重塑等。這些也是人類進行深空探索時面臨的重要醫學挑戰。經過中國航天員科研訓練中心李英賢團隊和華南理工大學王強團隊長達十余年的研究,他們發現敲除特定基因能夠對抗骨丟失和心肌重塑現象的發生。斑馬魚作為高等脊椎動物,其基因組與人類基因組的相似性超過80%,病理條件下它們體內的變化與人體相似,因此被選為模式生物進行此次研究。
王強教授表示,由于實驗條件的限制,過去只能在地面進行模擬失重實驗,而此次在空間站上的實驗將驗證相關現象。斑馬魚返回地球后,研究團隊將對其進行分析,以探究生物體在微重力環境下對空間環境的響應和變化機制。他們還將利用返回的水樣和金魚藻,研究航天特殊環境對高等動物、植物與生態系統間穩態的影響。
通過這些研究,研究團隊希望找到有效的方法和手段,對抗因航天失重引起的機體變化,為航天員的健康保障提供科學依據,從而助力載人登月以及更遠的深空探測任務。同時,這些研究成果也有望為長期臥床人群的骨丟失問題提供解決方案,實現“天為地用”。
據王強教授透露,在未來的實驗計劃中,研究團隊還計劃將斑馬魚胚胎送入太空,以研究微重力對脊椎動物胚胎發育的影響機制。這將為揭示太空環境對生物體發育的深層次影響提供新的視角和線索。