2024年11月4日凌晨,清华大学地学系刘竹教授团队联合中国科学院微生物所东秀珠研究员团队、中国科学院上海技术物理所张涛研究员团队、大连海事大学孙野青教授团队一起合作开展的实验样本随神舟十八号载人飞船返回东风着陆场。该实验是基于中国空间站的地外生态系统模拟实验,基于中国空间站舱内与舱外实验平台,通过暴露不同水平的宇宙辐射及有无微重力协同的环境,测试地球极端微生物的地外环境特别是模拟火星环境的适应性,探索火星甲烷产生机制以及地外极端环境存在生命的可能性。产甲烷菌是地球上的现存的最古老生命之一,作为地球大气甲烷的主要来源,广泛存在于深海、水稻田、反刍动物胃等厌氧环境中。美国好奇号探测器等在火星表面发现甲烷等温室气体,表明潜在的产甲烷菌活动存在的可能。研究团队开展的“厌氧古菌辐射损伤与适应性研究”项目,利用中国空间站实验平台模拟火星重力(空间微重力)和宇宙辐射环境开展实验,测试产甲烷菌在不同的环境下的生存和增殖状态。
研究团队设计研发了厌氧古菌在中国空间站梦天舱和问天舱进行空间实验的实验单元。根据空间站舱内和舱外的环境温度以及运输过程温度,结合产甲烷菌遗传特性和产气能力,筛选出了三株适宜空间实验的厌氧产甲烷古菌,分别为具有遗传操作系统的中温度海藻甲烷球菌(Methanococcus maripaludis S0001),从青藏高原极寒的诺尔盖湿地分离出的嗜冷甲烷叶菌(Methanolobus psychrophilus R15)和从厌氧有机废物处理系统中分离出的甲烷八叠球菌(Methanosarcina maize CZ1)。实验在地面实验室和中国空间站的舱内和舱外同步开展,形成地球、模拟火星重力(空间微重力)和宇宙辐射的相互对照实验。实验样品后续返回地面实验室后,将开展包括菌种活化、基因测序、产甲烷量测定、OD值测定等实验分析。
实验的微生物菌株样本于2024年1月17日搭载天舟七号货运飞船上行进入中国空间站,经过291天的在轨实验后与三名航天员叶光富、李聪、李广苏一同搭载神舟十八号载人飞船返回舱,安全着陆于东风着陆场。项目团队成员清华大学地学系博士毕业生邓铸在东风着陆场现场参与了实验样本的回收和转运,目前样本已经顺利返回团队在北京的实验室并立即开展后续实验。
空间站地外生态系统模拟实验设计图
神舟十八号载人飞船返回舱着陆(图片来源:央视频视频截图)
项目团队成员邓铸(左二)在东风着落场顺利接收样本
取回的实验样本
返回实验室的相关样本
供稿:崔夺 刘竹
编辑:王佳音
审核:张强