神舟二十号载人飞船的发射日期已经锁定在北京时间4月24日的17时17分,这一消息由中国载人航天工程办公室正式公布。令人瞩目的是,除了三名宇航员陈冬、陈中瑞和王杰外,还有六位特殊的“乘客”——来自华南理工大学医学院实验室的斑马鱼,它们将一同踏上太空之旅,成为名副其实的“鱼航员”。
据了解,这六条斑马鱼将在太空站停留超过30天,参与一项关于失重性骨丢失及心肌重塑的蛋白稳态调控机制的研究项目。这也是国际上首次利用实施了基因敲除的斑马鱼进行的在轨实验。此次研究由中国航天员科研训练中心、华南理工大学以及中国科学院上海技术物理研究所联合开展。
华南理工大学医学院的王强教授透露,研究团队精心准备了三条野生型斑马鱼和三条基因敲除型斑马鱼,以及一个由六克金鱼藻构建的水生生态系统。这些生物和生态系统将通过上行水生支持装置,搭乘神舟二十号飞船前往中国空间站。在空间站的问天舱生命生态实验柜的小型受控生命生态实验模块中,该装置将每天自动喂食斑马鱼和金鱼藻,并定时进行摄影记录。
在空间失重环境下,微重力会对生物体产生多种不良影响,如骨骼肌丢失、骨髓微环境损伤、心律失常以及心肌重塑等。这些也是人类进行深空探索时面临的重要医学挑战。经过中国航天员科研训练中心李英贤团队和华南理工大学王强团队长达十余年的研究,他们发现敲除特定基因能够对抗骨丢失和心肌重塑现象的发生。斑马鱼作为高等脊椎动物,其基因组与人类基因组的相似性超过80%,病理条件下它们体内的变化与人体相似,因此被选为模式生物进行此次研究。
王强教授表示,由于实验条件的限制,过去只能在地面进行模拟失重实验,而此次在空间站上的实验将验证相关现象。斑马鱼返回地球后,研究团队将对其进行分析,以探究生物体在微重力环境下对空间环境的响应和变化机制。他们还将利用返回的水样和金鱼藻,研究航天特殊环境对高等动物、植物与生态系统间稳态的影响。
通过这些研究,研究团队希望找到有效的方法和手段,对抗因航天失重引起的机体变化,为航天员的健康保障提供科学依据,从而助力载人登月以及更远的深空探测任务。同时,这些研究成果也有望为长期卧床人群的骨丢失问题提供解决方案,实现“天为地用”。
据王强教授透露,在未来的实验计划中,研究团队还计划将斑马鱼胚胎送入太空,以研究微重力对脊椎动物胚胎发育的影响机制。这将为揭示太空环境对生物体发育的深层次影响提供新的视角和线索。