哺乳動物胚胎首次成功在太空發(fā)育——實踐十號衛(wèi)星小鼠胚胎實驗取得重要突破
更新時間：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：哺乳動物胚胎首次成功在太空發(fā)育——實踐十號衛(wèi)星小鼠胚胎實驗取得重要突破
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)境會不會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)射的我國實踐十號返回式科學實驗衛(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。
經過數(shù)天的太空旅行，實踐十號上傳來好消息：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現(xiàn)哺乳動物胚胎在太空發(fā)育。
“對哺乳動物早期胚胎在太空發(fā)育的研究迄今只有三次嘗試。”這項實驗的負責人、中科院動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將４９枚小鼠２細胞胚胎送上太空，結果無一發(fā)育；此后國外再無進行此類實驗。
第二次是１０年前。２００６年，段恩奎領導的團隊利用我國實踐八號育種衛(wèi)星留軌艙，開展了小鼠４細胞期胚胎太空發(fā)育實驗，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。
第三次就是實踐十號任務�！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。
為了實現(xiàn)這一科學目標，科學家們完成了“不可能完成”的任務：中科院上海技術物理所研究員張濤領導的胚胎培養(yǎng)載荷研究團隊將地面上一個龐大復雜的胚胎實驗室濃縮成了一個微波爐大小的培養(yǎng)箱和一個電控箱，且使其具有密閉培養(yǎng)、自動搜索識別顯微成像、遙控固定、圖像下傳等功能。
十年來，科學家們深入分析研究，對太空胚胎培養(yǎng)方法和固定技術進行了多方面的研究和改進。
這是衛(wèi)星發(fā)射前4小時的2細胞小鼠胚胎（圖片由中科院動物研究所提供）。新華社發(fā)
“比如，我們科學團隊與西北農林科技大學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)了進行大量早期胚胎冷凍、解凍的新技術，以前一次能冷凍１到１０個胚胎，現(xiàn)在能一次冷凍５０到１００個左右。”段恩奎說。
此外，科學家們還研制出了適合太空遙操作的胚胎固定技術，反復研究篩選出了培養(yǎng)單元中胚胎培養(yǎng)液的最佳比例，探索出胚胎固定時最佳的固定液流速……
在實踐十號上，安放小鼠胚胎的裝置在１９個載荷中屬于最受關愛和特殊照顧的“寵兒”。
“它在發(fā)射前８小時最后一個裝上衛(wèi)星，以最大程度縮短在地面停留的時間；在轉運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)，事實上僅斷電了１２分鐘。另外發(fā)射前４小時要進行一次自動搜素顯微成像�！倍味骺榻B。
進行發(fā)育實驗的小鼠胚胎被分為４個單元，每個單元內有１５０個左右胚胎，衛(wèi)星入軌后每４小時照相一次，記錄它們的狀態(tài)，直到９６小時為止。“在７２小時左右，２細胞胚胎就發(fā)育到囊胚，和地面上時間基本一致�！倍味骺f。
據(jù)介紹，發(fā)育成囊胚的胚胎如果沒有及時在母體子宮著床，就會慢慢死去，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會短時間就能回收這些胚胎，比如３天，也許就可以及時將它們植入母體，看能不能生下健康的小鼠，那將是更重大的突破。”段恩奎說。
除了用于發(fā)育實驗，還有一部分胚胎在裝星后７２小時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，用于完成此次實驗的另一個科學目標——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回歸地球的艱難旅程，我們將立刻把它們運回實驗室進行全方位分析研究，與地面對照實驗結果比對，分析胚胎形態(tài)變化，進行基因蛋白監(jiān)測，篩選出影響太空哺乳動物早期胚胎發(fā)育的相關基因�！倍味骺f。
“我們希望能為未來人類太空活動中生殖健康提供科學依據(jù)�！倍味骺f。
他同時指出，人類能否在太空繁衍等謎團需要通過一系列嚴格的科學實驗來一步一步解開，哺乳動物早期胚胎能夠在太空實現(xiàn)發(fā)育只是解開人類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：哺乳動物胚胎首次成功在太空發(fā)育——實踐十號衛(wèi)星小鼠胚胎實驗取得重要突破
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)境會不會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)射的我國實踐十號返回式科學實驗衛(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。
經過數(shù)天的太空旅行，實踐十號上傳來好消息：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現(xiàn)哺乳動物胚胎在太空發(fā)育。
“對哺乳動物早期胚胎在太空發(fā)育的研究迄今只有三次嘗試�！边@項實驗的負責人、中科院動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將４９枚小鼠２細胞胚胎送上太空，結果無一發(fā)育；此后國外再無進行此類實驗。
第二次是１０年前。２００６年，段恩奎領導的團隊利用我國實踐八號育種衛(wèi)星留軌艙，開展了小鼠４細胞期胚胎太空發(fā)育實驗，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。
第三次就是實踐十號任務�！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。
為了實現(xiàn)這一科學目標，科學家們完成了“不可能完成”的任務：中科院上海技術物理所研究員張濤領導的胚胎培養(yǎng)載荷研究團隊將地面上一個龐大復雜的胚胎實驗室濃縮成了一個微波爐大小的培養(yǎng)箱和一個電控箱，且使其具有密閉培養(yǎng)、自動搜索識別顯微成像、遙控固定、圖像下傳等功能。
十年來，科學家們深入分析研究，對太空胚胎培養(yǎng)方法和固定技術進行了多方面的研究和改進。
這是衛(wèi)星發(fā)射前4小時的2細胞小鼠胚胎（圖片由中科院動物研究所提供）。新華社發(fā)
“比如，我們科學團隊與西北農林科技大學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)了進行大量早期胚胎冷凍、解凍的新技術，以前一次能冷凍１到１０個胚胎，現(xiàn)在能一次冷凍５０到１００個左右。”段恩奎說。
此外，科學家們還研制出了適合太空遙操作的胚胎固定技術，反復研究篩選出了培養(yǎng)單元中胚胎培養(yǎng)液的最佳比例，探索出胚胎固定時最佳的固定液流速……
在實踐十號上，安放小鼠胚胎的裝置在１９個載荷中屬于最受關愛和特殊照顧的“寵兒”。
“它在發(fā)射前８小時最后一個裝上衛(wèi)星，以最大程度縮短在地面停留的時間；在轉運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)，事實上僅斷電了１２分鐘。另外發(fā)射前４小時要進行一次自動搜素顯微成像。”段恩奎介紹。
進行發(fā)育實驗的小鼠胚胎被分為４個單元，每個單元內有１５０個左右胚胎，衛(wèi)星入軌后每４小時照相一次，記錄它們的狀態(tài)，直到９６小時為止�！霸冢罚残r左右，２細胞胚胎就發(fā)育到囊胚，和地面上時間基本一致�！倍味骺f。
據(jù)介紹，發(fā)育成囊胚的胚胎如果沒有及時在母體子宮著床，就會慢慢死去，所以這些小鼠胚胎無法回到地球繼續(xù)生長發(fā)育。“如果將來有機會短時間就能回收這些胚胎，比如３天，也許就可以及時將它們植入母體，看能不能生下健康的小鼠，那將是更重大的突破。”段恩奎說。
除了用于發(fā)育實驗，還有一部分胚胎在裝星后７２小時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，用于完成此次實驗的另一個科學目標——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回歸地球的艱難旅程，我們將立刻把它們運回實驗室進行全方位分析研究，與地面對照實驗結果比對，分析胚胎形態(tài)變化，進行基因蛋白監(jiān)測，篩選出影響太空哺乳動物早期胚胎發(fā)育的相關基因�！倍味骺f。
“我們希望能為未來人類太空活動中生殖健康提供科學依據(jù)。”段恩奎說。
他同時指出，人類能否在太空繁衍等謎團需要通過一系列嚴格的科學實驗來一步一步解開，哺乳動物早期胚胎能夠在太空實現(xiàn)發(fā)育只是解開人類太空繁衍眾多謎團的第一步。
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