加快打造原始創新策源地,加快突破關鍵核心技術,努力搶占科技制高點,為把我國建設成為世界科技強國作出新的更大的貢獻。

——習近平總書記在致中國科學院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經濟主戰場、面向國家重大需求、面向人民生命健康,率先實現科學技術跨越發展,率先建成國家創新人才高地,率先建成國家高水平科技智庫,率先建設國際一流科研機構。

——中國科學院辦院方針

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29種生物樣品隨神舟十七號飛船飛天

2023-10-26 空間應用工程與技術中心
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1026日,神舟十七號載人飛船發射圓滿成功。由中國科學院牽頭負責的空間應用系統隨神舟十七號飛船上行了“空間蛋白質分子組裝與應用研究”項目的實驗單元。該項目安排了蛋白質、多肽、核酸、生物材料、藥物等529種實驗樣品,如胰島素、癌癥治療蛋白復合物、核酸聚合酶、植物光合作用關鍵蛋白、膠原多肽等。實驗樣品在發射場完成現場制備和加載,在發射前8小時左右放置于生物樣品貨包送往發射塔架,并安放至神舟飛船,隨飛船發射升空。

生命體是由蛋白質、核酸等生物大分子組裝成的一架精密高效的機器,它們協同工作完成著各種各樣的生理功能。只有獲知蛋白質的結構與功能,才能更好地破解生命的奧秘和進行理性的藥物設計。但很多蛋白質因為得不到高質量的單晶而難以深入研究其功能。

空間微重力環境可消除或減弱常重力場下溶液中存在的對流與沉降,為蛋白質結晶生長提供一個更加穩定的環境,有利于生長高質量蛋白質晶體,同時通過X-射線衍射獲得蛋白質分子的精細結構,更準確地揭示其生物學功能,如正常生理作用、致病機制、藥效、副作用等與分子結構的關系。因而對分子藥物設計具有直接的作用,對仿生生物技術也具有重要意義。

空間蛋白質分子組裝與應用研究共包含5項研究內容,其中高通量蛋白質結晶及分子結構與功能研究將利用空間微重力環境,設計多種生長條件,獲得大尺寸高質量蛋白質晶體;通過地面X-射線衍射,得到高分辨率蛋白質分子結構;進一步研究其生物學功能,揭示生命活動規律并用于相關生物技術研究。

納米晶藥物制備及藥理學研究將開展空間微重力和輻射等環境對藥物結構、藥效和穩定性的影響研究,一方面指導空間安全用藥,另一方面利用空間環境的有益影響研究新晶型藥物和藥物口服劑型。

納米晶骨骼空間制備研究將基于微觀結構分析和分子動力學模擬,研究仿生骨骼復合材料自組裝過程的分子機制,包括分子組裝規律、孔隙擴張塌陷規律以及脫水與固化規律等;研發組織相容性與生物活性更接近天然骨的可降解仿生骨骼。

空間顯微觀測蛋白結晶的動力學研究通過對蛋白質空間結晶過程的顯微觀察和調控,并與地面結果相比較,進行蛋白質結晶動力學和形態學研究,建立蛋白質晶體生核與生長動力學理論模型,探索空間環境中晶體生長的一般性原理、方法和規律。

蛋白質晶體空間輻射損傷研究通過晶體對空間輻射損傷固定和放大作用,探究生物分子的易損傷位點,并合成自組裝多肽,對易損傷位點開展有針對性探究;根據輻射損傷模式建立生物分子輻射損傷數據庫,指導空間用藥和地面藥物設計與開發。

空間應用系統隨神舟十七號上行的還有空間站無容器材料科學實驗和高精度時頻系統備附件。后續,神舟飛船與空間站完成交會對接后,航天員會將上述實驗樣品單元等轉運至空間站艙內,按飛行任務規劃陸續開展相關科學實驗。

打印 責任編輯:任霄鵬

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