這幾天，內(nèi)蒙古與甘肅交界處的茫茫戈壁灘迎來一撥撥遠(yuǎn)道而來的客人，他們的目的地是戈壁灘腹地的綠洲——東風(fēng)航天城，神舟十六號載人飛船即將在這里發(fā)射。

5月28日上午9時(shí)，《中國科學(xué)報(bào)》記者走進(jìn)東風(fēng)航天城酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心，探訪中國載人航天空間應(yīng)用系統(tǒng)發(fā)射場試驗(yàn)隊(duì)，了解飛船發(fā)射前的準(zhǔn)備工作。

飛船總裝測試廠內(nèi)的布告欄上羅列著各實(shí)驗(yàn)組密密麻麻的日程安排，中國科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心（以下簡稱空間應(yīng)用中心）研究員、空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)顧問倉懷興指著它告訴記者：“距離神十六發(fā)射還有48小時(shí)，任務(wù)已經(jīng)到了最后的關(guān)鍵期?！?/p>

(資料圖片僅供參考)

為各個(gè)實(shí)驗(yàn)單元“保駕護(hù)航”

“神十六共有5個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，都屬于生物科學(xué)領(lǐng)域?！眰}懷興介紹，目前有兩個(gè)任務(wù)已交付，3個(gè)待交付。最后一批設(shè)備要趕在發(fā)射前5個(gè)半小時(shí)左右裝載。

這意味著，倉懷興和同事要在5月29日晚通宵趕工。

“大部分生物樣本具有活性，經(jīng)不起折騰，要求臨近發(fā)射時(shí)把實(shí)驗(yàn)單元裝進(jìn)去?！彼忉屨f。

空間應(yīng)用中心是中國載人航天工程空間應(yīng)用系統(tǒng)總體單位，也是中國載人航天工程運(yùn)行與管理支持中心的依托單位，為載人航天工程總體提供科學(xué)、技術(shù)和管理的全面支撐。

除與火箭系統(tǒng)、飛船系統(tǒng)、航天員系統(tǒng)等密切配合的管理工程硬件載荷外，倉懷興所在單位還負(fù)責(zé)空間實(shí)驗(yàn)任務(wù)申請指南發(fā)布、組織專家評審與立項(xiàng)等，并對實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行全過程管理，保證將入選實(shí)驗(yàn)按要求成功送入軌道。

“航天系統(tǒng)是建房子的，我們是裝修房子的，也會(huì)提供一些家具，然后組織科學(xué)家?guī)е佂肫芭鑱碜鰧?shí)驗(yàn)，并對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行監(jiān)督?！彼蛄艘粋€(gè)比方。

倉懷興已經(jīng)是空間應(yīng)用系統(tǒng)領(lǐng)域的一位“老資格”科學(xué)家了，他從2002年神舟三號任務(wù)開始參與空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)，至今已參與相關(guān)任務(wù)7次，最近一次是參加5月10日天舟六號貨運(yùn)飛船的發(fā)射。那次他和團(tuán)隊(duì)成員提前一個(gè)月就進(jìn)入海南文昌發(fā)射場，任務(wù)完成后的5月13日又馬不停蹄跨越大半個(gè)中國趕到酒泉發(fā)射中心，已經(jīng)快兩個(gè)月沒有回家了。

臨近發(fā)射，空間應(yīng)用中心團(tuán)隊(duì)仍在通過各種方式為各個(gè)實(shí)驗(yàn)單元“保駕護(hù)航”。

5月28日上午10時(shí)許，試驗(yàn)隊(duì)項(xiàng)目主管蔣越按照既定時(shí)間帶著東風(fēng)航天城基地的醫(yī)務(wù)人員來到總裝測試廠區(qū)，他們給實(shí)驗(yàn)單元的外盒做了新冠病毒核酸檢測?！皹悠窌?huì)被送到兩家不同醫(yī)院進(jìn)行檢驗(yàn)，確保檢測結(jié)果。”

5個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

戴上橡膠手套、雙手噴上消毒水，大連海事大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院副教授王巍推開門走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室。

此次神十六任務(wù)中，動(dòng)物、植物、細(xì)胞、生化等多個(gè)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)單元將被送入中國空間站夢天實(shí)驗(yàn)艙。大連海事大學(xué)教授孫野青牽頭承擔(dān)了其中液態(tài)與固態(tài)線蟲兩個(gè)項(xiàng)目。

“簡單地說，前者是將線蟲放在氨基酸、核酸等培養(yǎng)基液中，側(cè)重研究輻射對個(gè)體發(fā)育的影響；后者是用瓊脂糖培養(yǎng)基培育線蟲，側(cè)重輻射對群體損傷與防護(hù)的研究?！蓖跷〗忉?。

她參與了其中的液態(tài)線蟲項(xiàng)目，即把野生型線蟲與對輻射敏感或遲鈍的突變型線蟲（自帶熒光）放置在可通過微流體控制其活動(dòng)的芯片實(shí)驗(yàn)盒里，并對其行為進(jìn)行拍照分析，然后通過熒光變化等評估輻射對線蟲全生命周期的影響。

該學(xué)院副教授趙磊則參與了固態(tài)線蟲項(xiàng)目，即將處于滯育狀態(tài)的道爾期線蟲經(jīng)過神十六上行后轉(zhuǎn)到夢天艙外進(jìn)行長期空間暴露，以此了解外太空輻射對線蟲DNA損傷修復(fù)和遺傳變異機(jī)制的影響，同時(shí)進(jìn)行抗輻射藥物篩選與機(jī)理研究。

“線蟲是非常經(jīng)典的模式生物，廣泛應(yīng)用于生命科學(xué)研究，它跟人的基因組有一定的同源性。我們利用這種模式生物開展空間輻射生物學(xué)效應(yīng)機(jī)理研究，尋找用于空間輻射計(jì)量的分子標(biāo)志物，希望為航天員長期在軌的健康保障提供有效的技術(shù)支撐?！壁w磊說。

中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心研究員蔡偉明牽頭的是空間微重力植物生物學(xué)相關(guān)的項(xiàng)目，這是該課題組第二次通過神舟系列飛船將樣品送往中國空間站。上一次是在去年11月通過神舟十五號將一批基因編輯的擬南芥送入問天實(shí)驗(yàn)艙。

“上次，我們將樣品安放在生命生態(tài)柜的植物大型通用培養(yǎng)箱中，利用其相對較大的培養(yǎng)空間，探索微重力下的擬南芥抽薹期植株表型變化的機(jī)制?！痹搱F(tuán)隊(duì)副研究員徐佩佩介紹，“這次實(shí)驗(yàn)將利用我國空間站設(shè)置的小離心機(jī)模塊，在微重力和人造地球重力條件下的比對實(shí)驗(yàn)中，鑒別擬南芥種子從萌發(fā)到10天幼苗階段植物響應(yīng)空間微重力的生物學(xué)效應(yīng)?！?/p>

據(jù)介紹，大部分植物經(jīng)過長期演化會(huì)進(jìn)化出特有的重力感應(yīng)機(jī)制，保證植物根系向下、莖葉向上生長。敲除或過表達(dá)相關(guān)重力感受基因后，該團(tuán)隊(duì)通過地面研究發(fā)現(xiàn)，擬南芥植株株型和分枝角度都發(fā)生了變化，植物株型更加松散，對重力感受能力發(fā)生顯著缺陷。通過系統(tǒng)研究微重力條件對植物株型的影響，克隆調(diào)控植物重力感受信號中的關(guān)鍵基因，可為未來實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)作物分子設(shè)計(jì)育種提供理論基礎(chǔ)和基因資源。

其他兩項(xiàng)研究分別是中國科學(xué)院力學(xué)研究所（以下簡稱力學(xué)所）研究員龍勉牽頭的微重力環(huán)境對細(xì)胞間相互作用和細(xì)胞生長影響的生物力學(xué)研究，以及中國科學(xué)院院士、廈門大學(xué)教授趙玉芬領(lǐng)導(dǎo)的蛋白與核酸共起源及密碼子起源的分子進(jìn)化研究。

“是責(zé)任，也是擔(dān)當(dāng)”

在實(shí)驗(yàn)室里，力學(xué)所高級工程師、肝細(xì)胞生物力學(xué)團(tuán)隊(duì)技術(shù)負(fù)責(zé)人孫樹津仍在聚精會(huì)神地盯著電腦屏幕核對數(shù)據(jù)。他負(fù)責(zé)的細(xì)胞生物力學(xué)樣品單元將在神十六發(fā)射前6個(gè)半小時(shí)交付。

“活細(xì)胞樣品一接種到實(shí)驗(yàn)裝置里就開始生長，所以微重力細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)在地面上的時(shí)間越短越好。”孫樹津說。

細(xì)胞是生命的基本單元，機(jī)體的變化最終都能在細(xì)胞層次找到原因。這項(xiàng)研究將人源性肝細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞（肝組織的主要成分）共培養(yǎng)，模擬基本的肝臟組織結(jié)構(gòu)，旨在考察其在微重力環(huán)境及人為施加的強(qiáng)迫對流和流體剪切力等作用下受到的影響，對比分析重力變化的力學(xué)信號轉(zhuǎn)變成生物學(xué)信號的內(nèi)在機(jī)制。

孫樹津表示，細(xì)胞微重力效應(yīng)的力學(xué)-生物學(xué)耦合機(jī)制可直接應(yīng)用于深空探索中宇航員的健康防護(hù)，同時(shí)有助于提升我們對力學(xué)生物學(xué)機(jī)制的認(rèn)識。

“空間實(shí)驗(yàn)機(jī)會(huì)很難得，而對于細(xì)胞這種對環(huán)境極度敏感的實(shí)驗(yàn)對象而言，機(jī)械力及聲光電磁等各種約束條件都可能影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，技術(shù)難度很大，不允許有錯(cuò)誤，所以要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乜刂茖?shí)驗(yàn)條件，把所有潛在風(fēng)險(xiǎn)降為零?！睂O樹津說。

5月27日上午，當(dāng)廈門大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院副教授劉艷和同事搭乘電梯把兩個(gè)實(shí)驗(yàn)單元送入長征二號F遙十六運(yùn)載火箭9層的艙門時(shí)，她心里既自豪，又感覺沉甸甸的。

“很榮幸能入選這次在軌實(shí)驗(yàn)?！眲⑵G說，“這是我們的責(zé)任，也是一種擔(dān)當(dāng)?！?/p>

劉艷所在團(tuán)隊(duì)主要聚焦生命的化學(xué)起源研究?！吧w系有一個(gè)中心法則，從DNA到RNA，再由RNA翻譯得到蛋白質(zhì)的過程中，各種酶蛋白發(fā)揮了強(qiáng)大作用。那么，在生命誕生之前，沒有酶的參與，蛋白的生成是受什么調(diào)控的？我們這個(gè)項(xiàng)目最大的特點(diǎn)就是將生命的重要元素——磷與氨基酸、核苷三者作為一個(gè)整體，利用空間站的微重力環(huán)境，探尋生命密碼的化學(xué)起源及其微重力響應(yīng)特點(diǎn)，為地外生命的探索提供實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)及理論預(yù)測?！眲⑵G解釋說。

為實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，該團(tuán)隊(duì)與中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所、浙江工商大學(xué)通過多年的科學(xué)研究與硬件研制的技術(shù)磨合，并聯(lián)合寧波大學(xué)對硬件研發(fā)產(chǎn)品進(jìn)行雙重驗(yàn)證，最終聯(lián)合設(shè)計(jì)出“蛋白與核酸實(shí)驗(yàn)?zāi)K”。該模塊可以實(shí)現(xiàn)3種物質(zhì)原位混合及啟動(dòng)反應(yīng)，微型電化學(xué)傳感器“電子舌”還可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)反應(yīng)的原位監(jiān)測。

在劉艷看來，中國空間站為中國科學(xué)家探索空間環(huán)境下的生命起源創(chuàng)造了良好的科研平臺(tái)，為在國際生命起源研究領(lǐng)域發(fā)出中國聲音提供了重要契機(jī)?！艾F(xiàn)在只是萬里長征的第一步，等發(fā)射成功，我們的在軌反應(yīng)啟動(dòng)了，拿到了更好的數(shù)據(jù)，那才是我們最開心的時(shí)刻?！彼ρ浴?strong>（記者 馮麗妃）