哺乳動(dòng)物胚胎首次成功在太空發(fā)育——實(shí)踐十號衛星小鼠胚胎實(shí)驗取得重要突破
更新時(shí)間：2016-4-18 8:49:03 來(lái)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)踐十號衛星小鼠胚胎實(shí)驗取得重要突破
新華社記者 吳晶晶 榮啟涵
隨著(zhù)人類(lèi)探索太空的深入，未來(lái)人類(lèi)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(méi)有人能夠明確回答這些問(wèn)題。
為了解開(kāi)這些疑惑，６日發(fā)射的我國實(shí)踐十號返回式科學(xué)實(shí)驗衛星把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(mǎn)期待。
經(jīng)過(guò)數天的太空旅行，實(shí)踐十號上傳來(lái)好消息：小鼠早期胚胎在太空中順利完成從２細胞到囊胚的全程發(fā)育。這是世界上第一次實(shí)現哺乳動(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@項實(shí)驗的負責人、中科院動(dòng)物研究所研究員段恩奎說(shuō)。
第一次是２０年前。１９９６年，美國哥倫比亞航天飛機將４９枚小鼠２細胞胚胎送上太空，結果無(wú)一發(fā)育；此后國外再無(wú)進(jìn)行此類(lèi)實(shí)驗。
第二次是１０年前。２００６年，段恩奎領(lǐng)導的團隊利用我國實(shí)踐八號育種衛星留軌艙，開(kāi)展了小鼠４細胞期胚胎太空發(fā)育實(shí)驗，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)踐十號任務(wù)�！斑@十年來(lái)我們沒(méi)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(shuō)。
為了實(shí)現這一科學(xué)目標，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)導的胚胎培養載荷研究團隊將地面上一個(gè)龐大復雜的胚胎實(shí)驗室濃縮成了一個(gè)微波爐大小的培養箱和一個(gè)電控箱，且使其具有密閉培養、自動(dòng)搜索識別顯微成像、遙控固定、圖像下傳等功能。
十年來(lái)，科學(xué)家們深入分析研究，對太空胚胎培養方法和固定技術(shù)進(jìn)行了多方面的研究和改進(jìn)。
這是衛星發(fā)射前4小時(shí)的2細胞小鼠胚胎（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)團隊與西北農林科技大學(xué)馬保華教授合作研發(fā)了胚胎密閉培養體系，研制了適用于太空胚胎培養的特殊培養液，開(kāi)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，現在能一次冷凍５０到１００個(gè)左右�！倍味骺f(shuō)。
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)，反復研究篩選出了培養單元中胚胎培養液的最佳比例，探索出胚胎固定時(shí)最佳的固定液流速……
在實(shí)踐十號上，安放小鼠胚胎的裝置在１９個(gè)載荷中屬于最受關(guān)愛(ài)和特殊照顧的“寵兒”。
“它在發(fā)射前８小時(shí)最后一個(gè)裝上衛星，以最大程度縮短在地面停留的時(shí)間；在轉運及裝載過(guò)程中要求不能斷電超過(guò)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)驗的小鼠胚胎被分為４個(gè)單元，每個(gè)單元內有１５０個(gè)左右胚胎，衛星入軌后每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(shuō)。
據介紹，發(fā)育成囊胚的胚胎如果沒(méi)有及時(shí)在母體子宮著(zhù)床，就會(huì )慢慢死去，所以這些小鼠胚胎無(wú)法回到地球繼續生長(cháng)發(fā)育�！叭绻麑�(lái)有機會(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(shuō)。
除了用于發(fā)育實(shí)驗，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)驗的另一個(gè)科學(xué)目標——探討太空環(huán)境對胚胎發(fā)育影響的作用機制。
“希望這些小鼠胚胎能安全度過(guò)回歸地球的艱難旅程，我們將立刻把它們運回實(shí)驗室進(jìn)行全方位分析研究，與地面對照實(shí)驗結果比對，分析胚胎形態(tài)變化，進(jìn)行基因蛋白監測，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(shuō)。
“我們希望能為未來(lái)人類(lèi)太空活動(dòng)中生殖健康提供科學(xué)依據�！倍味骺f(shuō)。
他同時(shí)指出，人類(lèi)能否在太空繁衍等謎團需要通過(guò)一系列嚴格的科學(xué)實(shí)驗來(lái)一步一步解開(kāi)，哺乳動(dòng)物早期胚胎能夠在太空實(shí)現發(fā)育只是解開(kāi)人類(lèi)太空繁衍眾多謎團的第一步。
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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)踐十號衛星小鼠胚胎實(shí)驗取得重要突破
新華社記者 吳晶晶 榮啟涵
隨著(zhù)人類(lèi)探索太空的深入，未來(lái)人類(lèi)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(méi)有人能夠明確回答這些問(wèn)題。
為了解開(kāi)這些疑惑，６日發(fā)射的我國實(shí)踐十號返回式科學(xué)實(shí)驗衛星把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(mǎn)期待。
經(jīng)過(guò)數天的太空旅行，實(shí)踐十號上傳來(lái)好消息：小鼠早期胚胎在太空中順利完成從２細胞到囊胚的全程發(fā)育。這是世界上第一次實(shí)現哺乳動(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@項實(shí)驗的負責人、中科院動(dòng)物研究所研究員段恩奎說(shuō)。
第一次是２０年前。１９９６年，美國哥倫比亞航天飛機將４９枚小鼠２細胞胚胎送上太空，結果無(wú)一發(fā)育；此后國外再無(wú)進(jìn)行此類(lèi)實(shí)驗。
第二次是１０年前。２００６年，段恩奎領(lǐng)導的團隊利用我國實(shí)踐八號育種衛星留軌艙，開(kāi)展了小鼠４細胞期胚胎太空發(fā)育實(shí)驗，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)踐十號任務(wù)�！斑@十年來(lái)我們沒(méi)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(shuō)。
為了實(shí)現這一科學(xué)目標，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)導的胚胎培養載荷研究團隊將地面上一個(gè)龐大復雜的胚胎實(shí)驗室濃縮成了一個(gè)微波爐大小的培養箱和一個(gè)電控箱，且使其具有密閉培養、自動(dòng)搜索識別顯微成像、遙控固定、圖像下傳等功能。
十年來(lái)，科學(xué)家們深入分析研究，對太空胚胎培養方法和固定技術(shù)進(jìn)行了多方面的研究和改進(jìn)。
這是衛星發(fā)射前4小時(shí)的2細胞小鼠胚胎（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)團隊與西北農林科技大學(xué)馬保華教授合作研發(fā)了胚胎密閉培養體系，研制了適用于太空胚胎培養的特殊培養液，開(kāi)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，現在能一次冷凍５０到１００個(gè)左右�！倍味骺f(shuō)。
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)，反復研究篩選出了培養單元中胚胎培養液的最佳比例，探索出胚胎固定時(shí)最佳的固定液流速……
在實(shí)踐十號上，安放小鼠胚胎的裝置在１９個(gè)載荷中屬于最受關(guān)愛(ài)和特殊照顧的“寵兒”。
“它在發(fā)射前８小時(shí)最后一個(gè)裝上衛星，以最大程度縮短在地面停留的時(shí)間；在轉運及裝載過(guò)程中要求不能斷電超過(guò)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)驗的小鼠胚胎被分為４個(gè)單元，每個(gè)單元內有１５０個(gè)左右胚胎，衛星入軌后每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(shuō)。
據介紹，發(fā)育成囊胚的胚胎如果沒(méi)有及時(shí)在母體子宮著(zhù)床，就會(huì )慢慢死去，所以這些小鼠胚胎無(wú)法回到地球繼續生長(cháng)發(fā)育�！叭绻麑�(lái)有機會(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(shuō)。
除了用于發(fā)育實(shí)驗，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)驗的另一個(gè)科學(xué)目標——探討太空環(huán)境對胚胎發(fā)育影響的作用機制。
“希望這些小鼠胚胎能安全度過(guò)回歸地球的艱難旅程，我們將立刻把它們運回實(shí)驗室進(jìn)行全方位分析研究，與地面對照實(shí)驗結果比對，分析胚胎形態(tài)變化，進(jìn)行基因蛋白監測，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(shuō)。
“我們希望能為未來(lái)人類(lèi)太空活動(dòng)中生殖健康提供科學(xué)依據�！倍味骺f(shuō)。
他同時(shí)指出，人類(lèi)能否在太空繁衍等謎團需要通過(guò)一系列嚴格的科學(xué)實(shí)驗來(lái)一步一步解開(kāi)，哺乳動(dòng)物早期胚胎能夠在太空實(shí)現發(fā)育只是解開(kāi)人類(lèi)太空繁衍眾多謎團的第一步。
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