哺乳動(dòng)物胚胎首次成功在太空發(fā)育——實(shí)踐十號(hào)衛(wèi)星小鼠胚胎實(shí)驗(yàn)取得重要突破
更新時(shí)間：2016-4-18 8:49:03 來源：新華網(wǎng)
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新華社北京４月１７日電 題：哺乳動(dòng)物胚胎首次成功在太空發(fā)育——實(shí)踐十號(hào)衛(wèi)星小鼠胚胎實(shí)驗(yàn)取得重要突破
新華社記者 吳晶晶 榮啟涵
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，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，但遺憾的是它們在太空未能完成發(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。”段恩奎說。
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)。
這是衛(wèi)星發(fā)射前4小時(shí)的2細(xì)胞小鼠胚胎（圖片由中科院動(dòng)物研究所提供）。新華社發(fā)
“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到１０個(gè)胚胎，現(xiàn)在能一次冷凍５０到１００個(gè)左右�！倍味骺f。
此外，科學(xué)家們還研制出了適合太空遙操作的胚胎固定技術(shù)，反復(fù)研究篩選出了培養(yǎng)單元中胚胎培養(yǎng)液的最佳比例，探索出胚胎固定時(shí)最佳的固定液流速……
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)搜素顯微成像�！倍味骺榻B。
進(jìn)行發(fā)育實(shí)驗(yàn)的小鼠胚胎被分為４個(gè)單元，每個(gè)單元內(nèi)有１５０個(gè)左右胚胎，衛(wèi)星入軌后每４小時(shí)照相一次，記錄它們的狀態(tài)，直到９６小時(shí)為止�！霸冢罚残r(shí)左右，２細(xì)胞胚胎就發(fā)育到囊胚，和地面上時(shí)間基本一致�！倍味骺f。
據(jù)介紹，發(fā)育成囊胚的胚胎如果沒有及時(shí)在母體子宮著床，就會(huì)慢慢死去，所以這些小鼠胚胎無法回到地球繼續(xù)生長發(fā)育�！叭绻麑碛袡C(jī)會(huì)短時(shí)間就能回收這些胚胎，比如３天，也許就可以及時(shí)將它們植入母體，看能不能生下健康的小鼠，那將是更重大的突破�！倍味骺f。
除了用于發(fā)育實(shí)驗(yàn)，還有一部分胚胎在裝星后７２小時(shí)要在太空中被注入固定液，固定一定的階段后，隨返回艙回歸地球，用于完成此次實(shí)驗(yàn)的另一個(gè)科學(xué)目標(biāo)——探討太空環(huán)境對胚胎發(fā)育影響的作用機(jī)制。
“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，與地面對照實(shí)驗(yàn)結(jié)果比對，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。
“我們希望能為未來人類太空活動(dòng)中生殖健康提供科學(xué)依據(jù)�！倍味骺f。
他同時(shí)指出，人類能否在太空繁衍等謎團(tuán)需要通過一系列嚴(yán)格的科學(xué)實(shí)驗(yàn)來一步一步解開，哺乳動(dòng)物早期胚胎能夠在太空實(shí)現(xiàn)發(fā)育只是解開人類太空繁衍眾多謎團(tuán)的第一步。
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新華社北京４月１７日電 題：哺乳動(dòng)物胚胎首次成功在太空發(fā)育——實(shí)踐十號(hào)衛(wèi)星小鼠胚胎實(shí)驗(yàn)取得重要突破
新華社記者 吳晶晶 榮啟涵
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，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，但遺憾的是它們在太空未能完成發(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)。
這是衛(wèi)星發(fā)射前4小時(shí)的2細(xì)胞小鼠胚胎（圖片由中科院動(dòng)物研究所提供）。新華社發(fā)
“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到１０個(gè)胚胎，現(xiàn)在能一次冷凍５０到１００個(gè)左右�！倍味骺f。
此外，科學(xué)家們還研制出了適合太空遙操作的胚胎固定技術(shù)，反復(fù)研究篩選出了培養(yǎng)單元中胚胎培養(yǎng)液的最佳比例，探索出胚胎固定時(shí)最佳的固定液流速……
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)搜素顯微成像�！倍味骺榻B。
進(jìn)行發(fā)育實(shí)驗(yàn)的小鼠胚胎被分為４個(gè)單元，每個(gè)單元內(nèi)有１５０個(gè)左右胚胎，衛(wèi)星入軌后每４小時(shí)照相一次，記錄它們的狀態(tài)，直到９６小時(shí)為止。“在７２小時(shí)左右，２細(xì)胞胚胎就發(fā)育到囊胚，和地面上時(shí)間基本一致。”段恩奎說。
據(jù)介紹，發(fā)育成囊胚的胚胎如果沒有及時(shí)在母體子宮著床，就會(huì)慢慢死去，所以這些小鼠胚胎無法回到地球繼續(xù)生長發(fā)育。“如果將來有機(jī)會(huì)短時(shí)間就能回收這些胚胎，比如３天，也許就可以及時(shí)將它們植入母體，看能不能生下健康的小鼠，那將是更重大的突破�！倍味骺f。
除了用于發(fā)育實(shí)驗(yàn)，還有一部分胚胎在裝星后７２小時(shí)要在太空中被注入固定液，固定一定的階段后，隨返回艙回歸地球，用于完成此次實(shí)驗(yàn)的另一個(gè)科學(xué)目標(biāo)——探討太空環(huán)境對胚胎發(fā)育影響的作用機(jī)制。
“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，與地面對照實(shí)驗(yàn)結(jié)果比對，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�！倍味骺f。
“我們希望能為未來人類太空活動(dòng)中生殖健康提供科學(xué)依據(jù)�！倍味骺f。
他同時(shí)指出，人類能否在太空繁衍等謎團(tuán)需要通過一系列嚴(yán)格的科學(xué)實(shí)驗(yàn)來一步一步解開，哺乳動(dòng)物早期胚胎能夠在太空實(shí)現(xiàn)發(fā)育只是解開人類太空繁衍眾多謎團(tuán)的第一步。
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