放线菌勇闯无重力空间
放线菌是“神八”的另一位旅客,它们比缝衣针尖还要小100倍,却是中科院微生物所黄英教授的心肝宝贝们。
别小瞧了放线菌!知道抗生素吧?70%是放线菌产生的。它们还是环境保卫者——难降解的塑料、化学除草剂、杀虫剂,可能都是放线菌的“美餐”,只要很短的时间,它们就能消灭这些顽固有机物。
黄英说,这次送上太空的有三种微生物,第一种是放线菌里的经典“美人”,它产生的色素像天空般蔚蓝,因此叫天蓝色链霉菌,正是出于颜色易于观察的原因,它是这次上太空的首选“模特”;第二种是放线菌里的“新人类”,它生命力旺盛,产生抗生素的能力又强又稳定,它有个暂定的名字叫卷须链霉菌C;第三种不是放线菌,叫枯草芽孢杆菌,有些洗衣粉里的酶,就是从它的分泌物中提取的。这次,它的命运是被两个同伴杀死,从而测试它们在太空环境下的抑菌能力。
放线菌被小心翼翼地放进通用生物培养箱,箱子保持23℃恒温和恒定的湿度,连空气成分都是照搬地球的,并且准备了充分的营养物。
送上太空,为什么又模拟地球环境呢?这叫微重力效应实验。地球引力对生物的影响,经常被人们忽视,但确实存在。比如,树木之所以能将根深深扎进土地里,就是因为地球引力的影响。对于放线菌而言,没有了地球引力,又会发生什么样的变化?这就是送放线菌上太空的原因所在。
此前科研人员曾在地面模拟微重力效应实验,结果发现它们产生抗生素的周期从1周缩短到4—5天,抗生素的产量也有所增加。
将它们送入太空,就是要看看在真实的微重力环境中,它们会发生什么变化。事实证明,在太空的微重力环境下,放线菌的生长和模拟微重力效应环境下相似,甚至效果更好一些。天蓝色链霉菌和卷须链霉菌C在太空中肆无忌惮的生长,杀死了更多的枯草芽孢杆菌,这说明它们释放出的抗生素浓度高于地球上的同类。
中科院微生物所接下来的工作,是进一步比对这些从太空中回来的“贵客”们的细微模样和抑菌能力,分析它们的基因性状,抓紧让它们“传宗接代”,看看下一代中会不会出现更美更壮的“佼佼者”。(记者 詹媛)
太空中长出蛋白质
大约10厘米长、4厘米宽、5厘米厚——这个小黑盒就是由神八携带的、用于蛋白质晶体生长研究的“秘密武器”。打开这个“秘密武器”,可以看到120个排列整齐、大小一致的“小抽屉”,中科院生物物理所研究员仓怀兴解释说,每个“小抽屉”都装满了实验溶液,实验溶液中“漂浮”着一根内径1毫米、长12毫米的玻璃毛细管,毛细管里装着蛋白质溶液。“我们这个实验的主要目的,就是要在太空环境中让蛋白质溶液与实验溶液发生反应,看看能不能生长出质量更好的蛋白质晶体。”
蛋白质是生命的物质基础,没有蛋白质就没有生命。蛋白质分子是由氨基酸构成的,氨基酸的不同排列方式、也就是蛋白质分子的不同结构导致其产生不同的功能。
“要想知道哪种蛋白质有何功能,必须先了解它的结构。”仓怀兴说:“研究蛋白质分子的结构有两种方法,一是让其长出晶体,再用X射线照射;二是用核磁共振。”但当蛋白质分子比较大时,“比如一些病毒的蛋白质结构,核磁共振就看不到了。”
研究蛋白质分子结构是国际学界的热点。“近些年比较热门的应用是生物制药领域,因为很多病毒的外壳都是蛋白质。”仓怀兴介绍说,美、日、欧盟等发达国家早就将蛋白质分子送入太空,以便获得质量更好的蛋白质晶体,从而更加精细地了解蛋白质的结构。“据我了解,到目前为止,大概有25种蛋白质分子的高分辨率结构,是利用在空间实验中获得的蛋白质晶体取得的。我相信还有更多,不过很多制药公司都将其视为机密,在新药研制成功之前不会对外宣布。”
虽然有120个“小抽屉”,但此次实验只携带了14种蛋白质溶液。仓怀兴解释说:“蛋白质是种很奇怪的物质,不是说两种溶液相反应就必然能得到晶体,因此我们都做了充分的‘后备’。”仓怀兴说,得到的晶体已经被研究人员带到上海同步辐射光源进一步研究,“很快就会有结果了!”(记者 齐芳)