在山东理工大学实验室显微镜下拍摄的涡虫。
◤山东理工大学生命与医药学院科研团队正在做涡虫研究。
(受访者供图)
当天下午,齐鲁晚报·齐鲁壹点记者独家对话该团队成员,对登上神舟二十号的特殊“乘客”进行了揭秘。
记者 巩悦悦 樊舒瑜 樊伟宏
实习生 蹇悦 报道
为何是涡虫?
独特能力引关注
为什么在众多生物中,偏偏选中涡虫开启这次太空之旅呢?由于山东理工大学教授曹忠红团队正忙着为这批涡虫“做手术”,记者独家专访了参与养涡虫的山东理工大学生命与医药学院教师甄辉。
“涡虫是最早出现三胚层、两侧对称的扁形动物,已经在地球上生活了5.2亿年,堪称古老物种。”据甄辉介绍,涡虫的最神奇之处,在于强大的再生能力。要是把涡虫切成两段,短短一周左右,每一段都能“一键复原”成一个完整新个体,拥有和原来一样的消化系统、生殖系统、肌肉组织,“这也和涡虫体内大量的干细胞有关,干细胞数量能占总细胞的25%～30%。”
甄辉表示,涡虫在地面再生能力出色,到了太空或中国空间站,这种特性会不会改变,甚至变得更强?希望借助太空特殊环境,揭开涡虫再生机制的神秘面纱。
除了再生能力,涡虫还有独特的“饥饿本领”。“它体长1毫米到15毫米,在实验室能养到15毫米。要是几个月不喂食,它会缩小到两三毫米,还会消化掉生殖系统等器官组织,维持基本生命。”甄辉透露,一旦有食物,涡虫的消化系统、生殖系统就又能恢复了。
哪些“幸运涡虫”
能登上中国空间站?
为了让涡虫顺利登上神舟二十号,山东理工大学教授曹忠红团队做了大量准备工作。在涡虫培养方面,该校生命与医药学院专门设置了培养室,温度控制在20℃左右,会随季节微调。培养用水也很讲究,要用山泉水,因为涡虫对水质要求很高。平时要给它喂食生牛干和大虾肉,把食材搅碎,方便涡虫食用,还得两三天换一次水,保证涡虫保持在一个有活性的状态。
挑选“飞天涡虫”也有严格标准。甄辉表示,由于要装在太空芯片的小培养池里,所以得选大小合适、状态良好的涡虫。曹忠红团队从精心培养的涡虫中,先选定百余条状态好的,给它们做“手术”,切成头部、中段、尾部三部分,再优中选优,最终只有48个片段样本能登上中国空间站。
这些涡虫片段被装入涡虫芯片,放进培养池,再安放在恒温箱中,确保从地面到空间站,涡虫都能处于适宜的环境。等恒温箱进入空间站,航天员会把涡虫芯片实验盒,装载到生命生态实验柜的小型通用生物培养模块中,开启为期6天的实验。
地面切分涡虫
能否迎来太空重生
对这次涡虫的太空之旅,科研团队最关注的就是它们的再生情况。
送上太空的涡虫,是在地面切分好片段后,再到太空再生的。甄辉说:“我们特别想知道,涡虫在太空的再生情况和地面相比,到底有什么不一样。”甄辉表示,这是国内首次将涡虫送上太空,对科研团队意义重大。它为涡虫再生研究开辟了新方向,提供了新思路,有助于科研人员深入地了解涡虫的再生机制,开拓研究视野,推动整个研究领域向前发展。“未来,这些研究成果或许能在医学领域发挥重要作用,为人类健康带来新的希望。”甄辉表示。
涡虫和人类基因组的相似度高达70%以上,研究涡虫对于人类细胞克服老化、延缓衰老等都具有重要意义。值得关注的是,在地面实验室,科研人员也设置了与中国空间站相同的实验环境,空间地面将同步开展实验。
为期六天的涡虫在轨实验结束后,航天员会将涡虫芯片实验盒从小型通用生物培养模块中取出,待航天员带回地面。科研人员未来将通过分析,获得空间复合环境与地面环境涡虫再生过程中,关键时段的差异基因图谱。
“未来,随着航天员在空间站工作生活时间不断延长,严峻的太空环境对生命体的损伤及修复问题,需要得到重视。”曹忠红表示,在空间微重力和辐射环境下,涡虫细胞究竟发生了怎样的变化,修复过程又是怎样展开的,这次实验或许能给出答案。
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