空间生物学效应蛋白质研究意义重大

据科学时报：作为我国“神舟”四号空间细胞电融合项目的主要负责人，中科院上海生命科学院植物生理生态研究所博士郑慧琼的研究方向，在主题为“空间生命科学与技术的研究和应用”的第34期东方科技论坛上引起了众多与会院士和专家的关注。

随着航天事业的发展，人类在空间生命科学方面的研究不断深入，开发和利用空间资源已经成为当前各科技大国竞争的重要目标之一。空间站技术的日趋成熟，已可使一个少数人的群体能在较长的时间里生活在近地轨道空间，并由此推动了空间生命科学的研究。郑慧琼博士认为，人类在地球以外的低重力或微重力空间生活和工作，需要解决人类在太空长期生存的诸多问题，特别是空间重力生物学、空间医学、生理学和辐射生物学等问题。这几个方面的研究内容是随着现代生物学技术和空间科学技术的发展而不断更新的。

郑慧琼介绍说，早在20世纪60年代中期，我国就进行过空间生命科学的低空飞行试验，研究哺乳动物在超重和失重情况下的行动反应。1987年后，我国利用返回式卫星进行了动物、昆虫、植物、藻类、微生物的种子、组织或细胞的搭载实验，目的是探索地球生物对空间环境的反应和空间环境诱变育种的可能性。但真正系统地、有组织和有目的地进行空间生命科学和空间生物技术研究则是起始于1993年，在我国载人航天工程和“863”计划的资助下开展起来的，其中“863”资助的项目包括重力生物学、相分配分离技术、空间诱变育种和受控生态生命支持系统；载人航天资助的5个项目有：蛋白质晶体生长、细胞培养、细胞电融合、生物分离和空间生物学效应。

郑慧琼进一步解释说，近十年来，我国依靠自行研制的返回式科学实验卫星，“神舟”飞船和地面模拟实验等条件，在上述的空间生命科学各领域中取得了许多令人鼓舞的研究成果。但由于我国空间生命科学研究起步较晚，空间实验机会少，当前的问题是对许多的空间生命现象、过程和环节的认识尚处于不连贯或不全面的状态。

她说，生理学方面的广泛认识和基因组研究的深入展开，为人类完整认识复杂的生命现象、生命过程提供了基础。蛋白质组的研究正是在生理功能和基因调控之间，为完整认识诸多复杂生命现象和过程构建起一座桥梁。生物对微重力环境响应的蛋白质组学研究不是为了单纯的积累数据，而是要从所获得的大量信息中揭示出其所蕴藏的内在规律，帮助人们了解生物微重力响应环境的调控机理，从而更好地认识和利用空间生命规律。

植物蛋白质组的研究是植物基因组研究和植物生理功能研究的结合点，在植物分子生物学的研究中起着重要的作用。随着基因组信息的丰富，蛋白质靶分析和其它技术方法都将成为连接大型基因组数据库的桥梁。植物蛋白质组研究在很多方面已取得了重要的进展，如对拟南芥的叶、茎、根、种子和愈伤组织的蛋白质组的分析，已经建立了相应的数据库；拟南芥种子荫发过程的蛋白质组分析，为研究种子萌发过程相应的基因表达提供了新证据；利用双向电泳技术，质膜的蛋白质组进行分析，并与国际相关数据库进行比较，表明多数质膜蛋白质具有多个作用位点，大约80%的具有专一性作用位点的蛋白质功能尚属于未知状态。到目前为止，国际上还没有关于植物对微重力环境响应的蛋白质组研究工作的发表，生物对空间微重力环境响应的蛋白质组的研究，将有助于揭示植物识别和感受重力信号的本质，并为载人航天工程建立空间受控生态生命支持系统提供必要的依据。

郑慧琼认为，虽然我国空间生命科学研究起步较晚，但是我们有能力依靠自己的力量实现“跨越式”发展。她指出，在考虑我国未来空间生命科学研究计划时，既要把目标瞄准国际研究前沿，又要从我国实际情况出发。在发展空间生物学效应的蛋白质组研究方面，通过微重力环境中蛋白质组的研究，确认生物，主要是植物对微重力响应的蛋白质组及相关蛋白质之间的相互作用与功能，结合植物生物学、分子生物学、分子遗传学、生物信息学、空间科学等的现代知识和先进技术。通过生命科学内不同学科的结合，生命科学和空间科学的结合，生命科学家和空间工程技术专家的结合，软件和硬件的结合等多个学科的交叉集成，从更大的视角来研究植物对空间环境响应和适应的植物蛋白质组，给空间生命科学研究注入新的概念和新的方法论。

2003.11.24