10月26日,搭載神舟十七號載人飛船的長征二號F遙十七運載火箭在酒泉衛星發射中心點火發射并進入預定軌道,航天員乘組狀態良好,發射取得圓滿成功。剛剛干了一個通宵的中國科學院空間應用工程與技術中心研究員倉懷興和同事,正激動地目送火箭騰空。就在8小時前,他們成功護送一批鮮活的蛋白質樣品乘上了飛船,現在,這批樣品正與神十七乘組一起飛往空間站。
生命體是由蛋白質、核酸等生物大分子組成的精密、高效系統,通過它們的協同工作,各種生理功能才得以實現。對科研人員來說,只有大量獲知各類蛋白質的結構和功能,才能揭開更多生命的奧秘,開展理性的藥物設計。“但就像一杯奶茶放久了會分層,地面上的溶液在重力作用下,內部會存在對流和沉降。”倉懷興打了個比方,而在太空,微重力環境則可以消除或減弱對流沉降,蛋白質單晶的生長有了相對均一、穩定的環境。
本次隨飛船上行的空間蛋白質分子組裝與應用研究項目,包括了蛋白質、多肽、核酸、生物材料、藥物5類29種實驗樣品。“從器官到細胞,再到蛋白質,空間生物實驗的對象正在不斷細化。”倉懷興說,這次用于胰島素或癌癥治療的蛋白復合物、核酸聚合酶、膠原多肽等蛋白質類樣品,都需要在實驗時保持良好活性。這意味著,從實驗設計、材料制備到發射升空,各環節都不容有失。
26日凌晨3時許,科研人員順利完成了樣品制備,將其“封箱”送往整裝待發的飛船。“又要看著自己的‘孩子’飛天了。”倉懷興感慨,早在2000年,他就參與到了載人航天工程的科學研究工作中,當時受限于客觀條件,我國的空間科學實驗需要以數年為周期開展。現在,每年都有2艘載人飛船、2至3艘貨運飛船可搭載實驗樣品抵達空間站,在軌實驗數據和樣品還可跟隨飛船返回地球。空間實驗的科研周期大大縮短、承載能力大大增強,國家太空實驗室的價值開始顯現。
這批蛋白質樣品進入太空后,將開展蛋白質、核酸及其小分子復合物的單晶體制備,進一步研究空間微重力環境和輻射等因素對分子結構和晶體結構、生物學功能、藥效和藥理等的影響。在太空微重力環境下,能生長出大尺寸、高質量的蛋白質晶體,幫助科研人員更好解析原子水平的蛋白質晶體結構。未來,這些實驗成果有望指導空間安全用藥、地面藥物設計與開發、更接近天然骨的可降解仿生骨骼研發等。
“藥物的研發周期是很長的,行業內常說‘雙十’,就是研發一款藥物至少要投入10億美元,花費10年的時間。”倉懷興說,這次上行的實驗中,仿生骨骼有望最快走入日常生活。目前人們發生骨骼損傷后,主要用金屬材料固定治療,而由納米羥基磷灰石和膠原多肽制成的新一代可降解仿生骨骼,不僅能在體內自行降解,其降解產物還能為人體骨骼所用,成為新骨骼生長的“磚瓦水泥”。“這項實驗在太空開展,能產出內部結構更均勻的材料樣品,幫助科研人員研發控制降解技術,開發出更好用的仿生骨骼。”
空間站無容器材料科學實驗和高精度時頻系統的備附件,也乘坐神十七飛船上了天。待飛船與空間站完成交會對接后,航天員會將相關產品轉運至艙內,按飛行任務規劃陸續開展相關科學實驗。(記者 劉蘇雅)
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