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我国拓展空间生物实验领域
2001年8月8日 12:59

东方网8月8日消息:在我国每一次飞船发射时都有许多种类的生物经过有关部门严格审批之后有幸挤上飞船回收舱内的有限空间。科学家仅仅是给这些生物一次太空旅游的机会吗?显然不是。当这些生物到达地面的时候,科学家发现,他们发生了奇异的变化。

在我国每一次发射神州号系列飞船时,都会搭载一些盛放着微生物的小小试管。当这些试管在太空中遨游数天之后,里面的微生物就成了科学家们寻找新药物的珍贵来源。这种奇怪的变化是怎么发生的呢,记者近日采访了中国航天科技集团公司卫星总体设计部发起成立的北京东方红航天生物技术有限公司首席科学家谢申猛博士和该公司总经理孔炜。

太空遨游之后,青椒、西红柿变大了;而微生物有可能生产出更多的药物,这些药物有的价格在每公斤500万美元左右。

记者:你们怎么会想到利用我国发射太空飞船的机会去研制新的药物呢?

谢:由于太空与地面的环境有很大的差异,生物在这种特殊环境的影响下容易发生一些基因变异。有时候人类希望生物长成我们希望看到的那个样子,例如青椒、西红柿等瓜果蔬菜,我们希望它个儿越大越好,从科学家的角度来说,就希望它们的基因能够朝这个方向变异,太空环境恰恰满足了科学家的这个要求。

微生物是目前药品的主要来源。但因为有些药物的生产能力非常有限,因而价格昂贵,例如抗癌药物紫杉醇,每公斤成品价格大约500万美元左右。这样我们就希望发现能够大量生产紫杉醇的变异了的微生物。这就是我们在神州号飞船上搭载微生物的原因。

高能粒子在对宇航员造成辐射的同时,也使种子或微生物的遗传物质DNA受到损伤,这些损伤导致了植物或微生物外观或产药能力的变化。

记者:有人对航天诱变育种提出质疑,认为仅仅在太空中遨游一圈就能发生基因突变,而且是对人类而言有利的突变,觉得不可思议。请问您是怎么看待这一问题的?

谢:这可能是一种误解。在太空中经过航天诱变的种子或者微生物,有可能发生三种方向的突变:更好的方向、更坏的方向、不变或夭亡。我们是在大量变异了的微生物中发现那些非常少的朝更好的方向变异的菌株。然后对其进行培养。

记者:具体地说,太空环境是如何造成种子或者微生物的变异的呢?

谢:外部空间有许多在地面所不具备的看不见、摸不到、甚至也感觉不到的特性。例如:失重、宇宙辐射、真空、低温等。这些是诱变育种的理想条件。

研究表明,太空环境中引起诱变的主要因素是宇宙射线和微重力。其机理是:由于高能粒子引起生物遗传物质DNA的损伤而导致生物产生可遗传的变异。而微重力通过增强植物材料对诱变因素的敏感性,使染色体DNA损伤加剧而增加变异的发生。微重力对植物的激素分布、钙离子分布和细胞结构等也有明显的影响。研究还表明,微重力可能干扰DNA损伤修复系统的正常运转,即阻碍或抑制DNA链断裂的修复。

美国、前苏联主要研究细菌变异对宇航员健康的影响,忽视了这种变异在诱变育种中的应用。因此我国在这方面走在世界前列。

记者:国外有没有进行同样的研究?

谢:美国、前苏联很早就发现空间中植物、微生物的变异。但他们重视基础理论和空间医学研究,更多考虑这种变异对宇航员的影响,而忽视了空间诱变育种的应用。例如它们研究大肠杆菌的变异,是防止变异了的大肠杆菌不能同宇航员和平相处而给宇航员带来健康上的危害。

在空间生命科学研究方面,我国较早开始了航天诱变育种的研究。1986年12月,北京西山会议决定应用卫星搭载生物材料进行空间生物学研究。由于我国在空间诱变育种方面的成绩,国际上已经开始重视这方面的工作。俄罗斯、保加利亚、菲律宾、香港、台湾等国家和地区都要求与我们合作。

我们希望在不远的将来,经国家批准,发射一颗生物卫星,专门用于利用宝贵的太空空间资源进行空间生物技术的研究。

记者:具体说来,你们在我国两次飞船发射时都搭载了什么样的真菌?

谢:神州一号上主要搭载了一种生产他汀类降脂药的微生物;神州二号上主要搭载了生产抗癌药物紫杉醇的微生物。

记者:有什么发现吗?

谢:经过神州一号搭载及地面筛选后,我们得到了生产他汀类药物的真菌的一株变异株,其他汀产量提高1倍多,耐硒能力也显著增强。硒缺乏会导致血液胆固醇浓度升高。他汀能改善内皮细胞功能,增加一氧化氮的生成,扩张血管,保持血管内皮的光滑性。未变异的菌株他汀产量低,而且硒含量过高就会导致菌株死亡。

记者:将来发射的太空飞船还会搭载你们的实验微生物吗?

孔炜:中国航天是我们强大的后盾,我们将会进行更多,更前沿的空间生物实验。

记者:你们将来有没有更宏伟的目标?

孔炜:我们希望在不远的将来,经国家批准,发射一颗“生物卫星”,专门用于空间生命科学和空间生物技术的研究。

编辑:吴菁  来源:北京青年报 作者:田利平 







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