神十六空间科学实验的长远意义

本文转自：北京青年报

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神十六空间科学实验的长远意义

张田勘

5月30日，神舟十六号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射。神舟十六号飞行乘组将在轨驻留5个月，于今年11月返回东风着陆场，飞行期间，乘组将先后与神舟十五号、神舟十七号乘组进行在轨轮换与交接，执行一次出舱活动和多项载荷出舱任务，开展空间科学与应用载荷在轨实（试）验，进行太空授课等空间科普教育活动和其他公益活动等。（相关报道见A3版）

由于在空间的时间较长，神十六是开展在轨实验项目最多的乘组。在科学实验方面，神十六共有5个项目，都是生物科学领域的，涉及动物、植物、细胞、生化多个领域。具体项目有：空间辐射暴露对线虫发育过程DNA损伤修复和细胞凋亡的影响、空间辐射损伤评估科学与应用关键技术、空间微重力植物生物学研究（拟南芥研究）、微重力环境对细胞间相互作用和细胞生长影响的生物力学研究、蛋白与核酸共起源及密码子起源的分子进化研究。

5项研究聚焦了空间研究的多个核心层面，短期来看，这是为了确保发挥空间站的应用效益；而长远来看，这些研究是在研究和解决人类未来在太空可能的生存和发展。太空空间是一个充满辐射和微重力的环境。由于太空和地球表面环境有很大的不同，如果要在太空中或离开地球的其他星球，如火星、月亮等生活，就必须解决太空辐射和微重力对人和生物的负面影响。

线虫是生物学研究的一个广泛使用的基本标本，而且线虫的基因与人的基因组有一定的同源性。神十六升空后就是要研究辐射对线虫个体发育的影响，同时着重观察辐射对于生物体的损伤与防护研究。这两项研究可以帮助找到避免空间辐射影响生命发育和损伤DNA的办法，如寻找用于空间辐射计量的分子标志物，筛选抗辐射药物，或者找到更好的防辐射材料，用来制作太空服装，等等。

此前神十五已经搭载过一批基因编辑的拟南芥进入问天实验舱进行实验，此次神十六进行的拟南芥研究则关注拟南芥抽苔期微重力下的植株表型变化的机制。这项研究是要发现并克隆调控植物重力感受信号中的关键基因，既帮助在地球上未来的分子育种，也有助于在太空中种植蔬菜，一旦条件允许，有可能大量栽培蔬菜，以供应未来更多的人移居火星等。

地球上的植物在长期演化中产生了特有的重力感应机制，可保证植物的根系向下，茎叶向上生长。研究人员在地面的研究是以敲除拟南芥中的重力感受基因来模拟太空的微重力环境，而通过神十六的太空研究，可以在真实的太空微环境中发现微重力对植物生长发育的影响，并找到和克隆重力感受基因。这样的研究不只是有短期和长远的意义，也具有解释动植物生命的广泛生物学意义。

神十六进行的微重力环境对细胞间相互作用和细胞生长影响的研究是在空间将人源性肝细胞和内皮细胞（肝组织的主要成分）共同培养，模拟基本的肝脏组织结构，考察细胞在微重力环境下所受到的影响。这项研究的结果可以发现长期微重力环境下的骨流失的原因和机制，以保护航天员和未来进入太空的人的身体健康。而且，这样的研究结果也有利于现实中的疾病治疗，如防治骨质疏松，该病与长期微重力环境下的骨流失很相似。

神十六的各项生物科学研究，都并非能够一蹴而就。但是，如果神十六之后还有更多的太空接力研究并获得结果，那么无论是揭示生命起源，还是在未来实现移民太空或其他星球，都会让人类离目标更近，并最终圆梦。