營養(yǎng)成分、重量、后代、……月球不能種植植物,但是可以使植物或植物種子產(chǎn)生基因突變.在我國每一次飛船發(fā)射時都有許多種類的生物經(jīng)過有關(guān)部門嚴(yán)格審批之后有幸擠上飛船回收艙內(nèi)的有限空間.科學(xué)家僅僅是給這些生物一次太空旅游的機(jī)會嗎?顯然不是.當(dāng)這些生物到達(dá)地面的時候,科學(xué)家發(fā)現(xiàn),他們發(fā)生了奇異的變化.
在我國每一次發(fā)射神州號系列飛船時,都會搭載一些盛放著微生物的小小試管.當(dāng)這些試管在太空中遨游數(shù)天之后,里面的微生物就成了科學(xué)家們尋找新藥物的珍貴來源.這種奇怪的變化是怎么發(fā)生的呢,記者近日采訪了中國航天科技集團(tuán)公司衛(wèi)星總體設(shè)計部發(fā)起成立的北京東方紅航天生物技術(shù)有限公司首席科學(xué)家謝申猛博士和該公司總經(jīng)理孔煒.太空遨游之后,青椒、西紅柿變大了；而微生物有可能生產(chǎn)出更多的藥物,這些藥物有的價格在每公斤500萬美元左右.記者：你們怎么會想到利用我國發(fā)射太空飛船的機(jī)會去研制新的藥物呢?
謝：由于太空與地面的環(huán)境有很大的差異,生物在這種特殊環(huán)境的影響下容易發(fā)生一些基因變異.有時候人類希望生物長成我們希望看到的那個樣子,例如青椒、西紅柿等瓜果蔬菜,我們希望它個兒越大越好,從科學(xué)家的角度來說,就希望它們的基因能夠朝這個方向變異,太空環(huán)境恰恰滿足了科學(xué)家的這個要求.
微生物是目前藥品的主要來源.但因為有些藥物的生產(chǎn)能力非常有限,因而價格昂貴,例如抗癌藥物紫杉醇,每公斤成品價格大約500萬美元左右.這樣我們就希望發(fā)現(xiàn)能夠大量生產(chǎn)紫杉醇的變異了的微生物.這就是我們在神州號飛船上搭載微生物的原因.
高能粒子在對宇航員造成輻射的同時,也使種子或微生物的遺傳物質(zhì)DNA受到損傷,這些損傷導(dǎo)致了植物或微生物外觀或產(chǎn)藥能力的變化.
記者：有人對航天誘變育種提出質(zhì)疑,認(rèn)為僅僅在太空中遨游一圈就能發(fā)生基因突變,而且是對人類而言有利的突變,覺得不可思議.請問您是怎么看待這一問題的?
謝：這可能是一種誤解.在太空中經(jīng)過航天誘變的種子或者微生物,有可能發(fā)生三種方向的突變：更好的方向、更壞的方向、不變或夭亡.我們是在大量變異了的微生物中發(fā)現(xiàn)那些非常少的朝更好的方向變異的菌株.然后對其進(jìn)行培養(yǎng).
記者：具體地說,太空環(huán)境是如何造成種子或者微生物的變異的呢?
謝：外部空間有許多在地面所不具備的看不見、摸不到、甚至也感覺不到的特性.例如：失重、宇宙輻射、真空、低溫等.這些是誘變育種的理想條件.
研究表明,太空環(huán)境中引起誘變的主要因素是宇宙射線和微重力 .其機(jī)理是：由于高能粒子引起生物遺傳物質(zhì)DNA的損傷而導(dǎo)致生物產(chǎn)生可遺傳的變異.而微重力通過增強(qiáng)植物材料對誘變因素的敏感性,使染色體DNA損傷加劇而增加變異的發(fā)生.微重力對植物的激素分布、鈣離子分布和細(xì)胞結(jié)構(gòu)等也有明顯的影響.研究還表明,微重力可能干擾DNA損傷修復(fù)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn),即阻礙或抑制DNA鏈斷裂的修復(fù).
美國、前蘇聯(lián)主要研究細(xì)菌變異對宇航員健康的影響,忽視了這種變異在誘變育種中的應(yīng)用.因此我國在這方面走在世界前列.記者：國外有沒有進(jìn)行同樣的研究?
謝：美國、前蘇聯(lián)很早就發(fā)現(xiàn)空間中植物、微生物的變異.但他們重視基礎(chǔ)理論和空間醫(yī)學(xué)研究,更多考慮這種變異對宇航員的影響,而忽視了空間誘變育種的應(yīng)用.例如它們研究大腸桿菌的變異,是防止變異了的大腸桿菌不能同宇航員和平相處而給宇航員帶來健康上的危害.在空間生命科學(xué)研究方面,我國較早開始了航天誘變育種的研究.1986年12月,北京西山會議決定應(yīng)用衛(wèi)星搭載生物材料進(jìn)行空間生物學(xué)研究.由于我國在空間誘變育種方面的成績,國際上已經(jīng)開始重視這方面的工作.俄羅斯、保加利亞、菲律賓、香港、臺灣等國家和地區(qū)都要求與我們合作.我們希望在不遠(yuǎn)的將來,經(jīng)國家批準(zhǔn),發(fā)射一顆生物衛(wèi)星,專門用于利用寶貴的太空空間資源進(jìn)行空間生物技術(shù)的研究.記者：具體說來,你們在我國兩次飛船發(fā)射時都搭載了什么樣的真菌?謝：神州一號上主要搭載了一種生產(chǎn)他汀類降脂藥的微生物；神州二號上主要搭載了生產(chǎn)抗癌藥物紫杉醇的微生物.記者：有什么發(fā)現(xiàn)嗎?
謝：經(jīng)過神州一號搭載及地面篩選后,我們得到了生產(chǎn)他汀類藥物的真菌的一株變異株,其他汀產(chǎn)量提高1倍多,耐硒能力也顯著增強(qiáng).硒缺乏會導(dǎo)致血血液膽固醇濃度升高.他汀能改善內(nèi)皮細(xì)胞功能,增加一氧化氮的生成,擴(kuò)張血管,保持血管內(nèi)皮的光滑性.未變異的菌株他汀產(chǎn)量低,而且硒含量過高就會導(dǎo)致菌株死亡.
記者：將來發(fā)射的太空飛船還會搭載你們的實驗微生物嗎?
孔煒：中國航天是我們強(qiáng)大的后盾,我們將會進(jìn)行更多,更前沿的空間生物實驗.
記者：你們將來有沒有更宏偉的目標(biāo)?
孔煒：我們希望在不遠(yuǎn)的將來,經(jīng)國家批準(zhǔn),發(fā)射一顆“生物衛(wèi)星”,專門用于空間生命科學(xué)和空間生物技術(shù)的研究.