山東理工大學(xué)獨(dú)家！揭秘“渦蟲上天”背后的故事

“我剛剛完成了一場重要考試的交卷”。當(dāng)神舟二十號載人飛船劃破蒼穹，順利進(jìn)入預(yù)定軌道，站在發(fā)射觀禮區(qū)的山東理工大學(xué)生命與醫(yī)藥學(xué)院教授曹忠紅雙拳緊握，難掩興奮與激動。作為此次搭載“神20”進(jìn)入太空開展科學(xué)實驗的“渦蟲空間項目”負(fù)責(zé)人，曹忠紅努力望著天空，直到那個白點(diǎn)消失在肉眼的極限。

自2019年開始申報空間站工程空間應(yīng)用科學(xué)實驗項目，到2022年獲批立項，再到2025年成功“上天”，曹忠紅帶領(lǐng)科研團(tuán)隊就像電影中的“哪吒”一般，堅定無畏、一往無前，開啟了以科研叩問寰宇的硬核浪漫，跑出了渦蟲研究團(tuán)隊20余年“接力賽”中的精彩一棒。

曹忠紅在運(yùn)載火箭前留念

相信種子的力量

“人生需要不斷充電，才能遇見更好的自己！”在中國科學(xué)院動物研究所攻讀博士期間，曹忠紅堅持以實際需求和問題為導(dǎo)向，沉住氣做真科學(xué)、真研究，立志要用自己的所學(xué)為國家發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

夢想的種子一旦埋下，就擘畫了未來的形狀。2016年，曹忠紅博士畢業(yè)來到山東理工大學(xué)工作，校院搭建的科研平臺為她提供了一展所學(xué)的舞臺，尤其是生命與醫(yī)藥學(xué)院科研團(tuán)隊圍繞渦蟲近20年的科研積累為她開展后續(xù)研究提供了豐沃土壤。讀博期間已接觸空間實驗項目的曹忠紅大膽設(shè)想：能否將渦蟲送入中國空間站開展空間實驗，用它來探索細(xì)胞修復(fù)和再生的奧秘？

“渦蟲號稱‘生物界孫悟空’，它的再生能力特別強(qiáng)，為探索不同重力條件下非編碼RNA對發(fā)育與再生的影響提供了理想的模式生物，而開展空間實驗項目對于我們同樣具有多維度的重要意義。”曹忠紅內(nèi)心的種子不斷生根發(fā)芽。

切割后的渦蟲片段

“以我們的層次和水平是不是不太現(xiàn)實？”團(tuán)隊成員的疑慮不無道理。作為一所地方高校，申報開展國家空間實驗項目確實足夠大膽。“但是如果你想都不敢想，又怎會獲得成功？”

敢想敢干的曹忠紅在學(xué)院和團(tuán)隊的大力支持下，很快著手進(jìn)入了項目申報，領(lǐng)銜挑戰(zhàn)空間實驗項目的“不可能”。她組建項目組，積極邀請青年教師和研究生加入，帶領(lǐng)這支平均年齡只有29.4歲的年輕團(tuán)隊小心求證每個細(xì)節(jié)；她撬動資源，“干得動就自己干，干不動就及時尋求外援”，夢想的種子漸次開花……

2022年6月，曹忠紅領(lǐng)銜團(tuán)隊申報的“空間微重力和輻射環(huán)境對渦蟲再生的影響及作用機(jī)制探索”項目獲國家空間站工程空間應(yīng)用系統(tǒng)科學(xué)實驗項目批準(zhǔn)立項，資助經(jīng)費(fèi)260萬元。消息傳來，大家歡欣鼓舞，這不但實現(xiàn)了學(xué)校在空間實驗項目申報上的歷史性突破，也以實際行動改寫了外界對“重大科研必須依賴頂尖高校”的固有認(rèn)知。

“我特別感謝學(xué)校和團(tuán)隊，沒有大家的支持，我很難堅持下來。”談及項目申報，曹忠紅感慨萬分。團(tuán)隊迭代傳承的研究項目終于結(jié)出了夢想的果實。

攻堅三十天

大西北的朔風(fēng)掩不住科研熱浪的涌動。為了讓實驗樣品安全“入座”，曹忠紅帶領(lǐng)試驗團(tuán)隊提前一個月進(jìn)駐基地，開展多次加樣演練，為最后的發(fā)射做好充分準(zhǔn)備。在第一次實驗中，部分渦蟲出現(xiàn)了死亡現(xiàn)象，給實驗增加了變數(shù)。針對這一情況，團(tuán)隊進(jìn)行了全方位總結(jié)分析，并在后續(xù)演練中盡可能對所有死亡風(fēng)險點(diǎn)進(jìn)行科學(xué)規(guī)避，確保了正式發(fā)射樣品存活率達(dá)到100%。

在正式發(fā)射前的上行樣品加樣中，曹忠紅帶領(lǐng)團(tuán)隊成員連續(xù)工作奮戰(zhàn)24小時，順利完成了樣品的篩選、切割、加樣、組裝、轉(zhuǎn)運(yùn)等一系列工作，圓滿完成了上行樣品交付。

渦蟲試驗盒

4月24日17時17分，神舟二十號載人飛船點(diǎn)火發(fā)射，奔赴“天宮”。曹忠紅曾給自己立下flag，等樣品上天了，一定要給自己放空一段時間。但當(dāng)飛船真正成功發(fā)射后，曹忠紅又懷著“大考”的期待和忐忑踏上了前往北京運(yùn)控中心的路途。

在北京運(yùn)控中心，曹忠紅每天最期待的就是接收到空間站回傳的渦蟲圖像。她和團(tuán)隊成員、生命與醫(yī)藥學(xué)院青年教師田昊一起，負(fù)責(zé)圖像的分析、整理，為渦蟲芯片返回地面后，與地面樣本的基因表達(dá)對比做好準(zhǔn)備。

“目前渦蟲的空間實驗進(jìn)展非常順利，只待飛船返回艙將樣本帶回，我們就可以通過獲取渦蟲的再生過程圖像和蛋白質(zhì)信息，與地面實驗數(shù)據(jù)比對，進(jìn)而分析微重力和輻射環(huán)境對細(xì)胞再生速度的影響，找出造成差異的靶標(biāo)分子，為人類的細(xì)胞修復(fù)再生提供同源性推演論證。”曹忠紅說。

校長李玉霞赴發(fā)射現(xiàn)場看望慰問曹忠紅項目組

從提前進(jìn)駐到功成返校，曹忠紅用整整30天的持續(xù)攻堅確保了實驗項目的順利升空，成就了一名科研人的光榮與夢想。激情之余，曹忠紅還有些許落寞——家中一月未見的兩個孩子，過世不久的父親和身體欠佳的母親，每念及此不禁心生愧疚。“覺得挺過意不去的，還是很想他們。”談到這些，一向干脆有力的曹忠紅還是不免流露出女性柔美的一面。

科研一線也是育人一線

“我是一名科研工作者，更是一名教書育人的專業(yè)教師。”曹忠紅時刻堅守著高校教師的基本準(zhǔn)則。她常常告訴學(xué)生，科學(xué)沒有止境，只有永不停歇的好奇心和堅持到底的信仰。在遭遇挫折的時候，更要學(xué)會認(rèn)可自己，相信后面一定有“學(xué)術(shù)彩蛋”在等著自己。

渦蟲空間實驗項目組人員在發(fā)射中心合影

利用渦蟲開展空間科學(xué)實驗，為曹忠紅團(tuán)隊中的青年學(xué)子提供了寶貴的學(xué)習(xí)機(jī)會。團(tuán)隊成員、在讀研三學(xué)生李天琪就是其中代表。作為學(xué)院自己培養(yǎng)的本科生，在她大二的時候，就在曹忠紅的鼓勵下積極參與實驗室相關(guān)工作，通過孜孜的科研探索、系統(tǒng)的科研訓(xùn)練，科研能力和思維得到了全面提升。在考取學(xué)院研究生后，李天琪順利加入項目團(tuán)隊，成了曹忠紅的得力助手。

曹忠紅帶領(lǐng)學(xué)生參與實驗室相關(guān)工作

不同于傳統(tǒng)科研團(tuán)隊的“金字塔結(jié)構(gòu)”，曹忠紅此次領(lǐng)銜的研究團(tuán)隊更像“創(chuàng)意工坊”——這里沒有“小作坊”的既視感，只有小團(tuán)體融入大團(tuán)隊、本學(xué)科融入大體系的合作與交流。團(tuán)隊成員、研二學(xué)生呂娜說：“曹老師鼓勵我們打破學(xué)科邊界和視野局限，在科研工作中學(xué)會合作，以功成不必在我的擔(dān)當(dāng)和功成必定有我的心態(tài)，融入重要工作，不斷收獲成長。”

從實驗室走向太空，這是一段極為寶貴、意義非凡的科研經(jīng)歷，也讓參與此次試驗項目的學(xué)生們受益匪淺、終生難忘。“空間生命科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)程度和技術(shù)挑戰(zhàn)遠(yuǎn)超地面實驗，實驗設(shè)計必須精確到每一個參數(shù)，每一項操作都必須做到細(xì)致入微，容不得絲毫誤差。曹老師常提醒我們，科研無小事，1克太空載荷的價值堪比黃金，必須做到穩(wěn)妥可靠、萬無一失，”李天琪回想起來歷歷在目，“在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心，我們見到了太多生物學(xué)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)大牛，但我們是唯一一個由碩士研究生擔(dān)任操作主崗的團(tuán)隊。”她自豪地說。

對此，曹忠紅有她自己的育人心得：“除了引導(dǎo)他們閱讀大量文獻(xiàn)，只有讓學(xué)生進(jìn)入實驗室，在探索的經(jīng)歷和過程中接觸‘真科學(xué)’、開展‘真研究’、解決‘真問題’，才能做得了‘真學(xué)問’。”

從學(xué)校實驗室的顯微鏡到衛(wèi)星發(fā)射中心的運(yùn)載火箭，這位勇闖生命科學(xué)之海的“科研哪吒”，帶領(lǐng)她的“生物界孫悟空”，在星辰大海寫下了屬于中國科學(xué)家的浪漫史詩。“真正的科研夢，不在聚光燈下，而在每個奮斗者發(fā)光的瞬間。”或許，這正是山理工人為了教育強(qiáng)國和科技強(qiáng)國事業(yè)生生不息的精神密碼——讓科研在奮斗中起舞，讓夢想在創(chuàng)新中綻放。