在经过3个多月的太空之旅后，由江苏师范大学刘伟杰教授团队联合北京理工大学开展的空间生物被膜科研项目，近日顺利完成在轨实验，项目所用生物被膜培养芯片货包随神舟十七号载人飞船顺利返回，目前样品已经运抵江苏师范大学实验室。据了解，空间站微重力环境下的生物被膜分子机制研究，对空间站微生物污染防控策略的优化和创新具有重要意义，该项目的科研成果，有望为我国空间站微生物生物被膜的防控和应用奠定理论基础。
△江苏师范大学刘伟杰教授 吴向裕 摄
在轨实验圆满完成
“经过确认，实验样品结构及其内部微生物状态完好，生物被膜培养在轨实验取得圆满成功！”日前，在江苏师范大学分析测试中心微生物生物被膜实验室，刘伟杰教授和相关载荷工程师共同对搭乘神舟十七号载人飞船返回的生物被膜培养芯片进行拆封。随着现场近3个小时核验工作的顺利结束，该项目也正式进入了全新的研究阶段。
△科研团队拆开并检查在轨实验装置 吴向裕 摄
据了解，今年1月17日，实验样品搭载“天舟七号”货运飞船进入中国空间站梦天实验舱。在轨飞行的100多天里，这个货包承载着江苏师范大学和北京理工大学两个科研队伍的殷切期盼。由江苏师范大学刘伟杰教授团队构建的系列基因工程菌株搭载北京理工大学研制的生物被膜培养芯片载荷，在航天员的协助下顺利完成了本次在轨实验任务。
生物被膜是指微生物向胞外分泌大量大分子物质（如多糖、蛋白等）将其自身包裹其中而形成的群体聚集膜状物。生物被膜对菌体可以起到良好的保护作用，使外界物质很难直接接触到微生物并对其造成伤害，也因此导致极强的耐药性。
“它就如同天然包被的膜状堡垒，广泛附着于医疗设备、工业管道等物体表面上。它可以充分保护细菌，使细菌能够抵抗诸如抗生素和清洗剂的杀灭作用，因此微生物形成生物被膜分子机制的研究成为近年来国内外的研究热点。”刘伟杰说。
科研成果对于空间站微生物污染防控具有重要意义
刘伟杰介绍，在长期密闭的空间站环境下，形成的生物被膜生物量往往更大，三维结构也往往更复杂，这些特性会导致空间生物被膜更难彻底清除，造成空间站污染微生物反复滋生，这可能会引起设备腐蚀、威胁航天员身体健康。因此，微生物污染与防控成为众多专家学者头疼的科学问题。
刘伟杰长期从事微生物形成生物被膜的分子机制和防控策略研究。在此次在轨科研任务中，刘伟杰在北京航天飞控中心对实验进程进行了全程连续监控，在神舟十七号乘组航天员的协助下进行了多次天地协同操作，在轨试验顺利完成。“与地面相比，空间站环境是微重力环境，这些条件会影响微生物的生理代谢，生物被膜的生物量和三维结构会与地面环境发生明显变化，这些变化有利于发现地面重力条件掩盖的生命本质。”刘伟杰说。
下一步，他们将联合北京理工大学继续对芯片中的生物被膜开展生理代谢和信号分子调控等多方面研究，预期将为空间生物被膜的防控和应用提供重要的理论依据。刘伟杰说，该项研究不仅可以指导空间站微生物污染防控，而且未来还可能指导地面医院重症监护室等特殊密闭场所生物被膜的防控。
通讯员吴向裕 王晨旭 徐婉益 现代快报/现代+记者 张晓培