34岁全职回国，她用10年创造一个“中国首次”

文｜《中国科学报》记者 孟凌霄

　　从文昌航天发射场回到北京，李岩的手机铃声就没停过。

　　她无暇逐一回复祝贺的消息，只跟博士时期的导师、今年84岁的郭爱克院士汇报了“屯里的好消息”——11月15日晚11时13分，伴随长征七号遥九运载火箭的顺利发射，我国首次将果蝇送上空间站，开展科学实验。　　

　　“屯里”这个亲昵的称呼，指的是中国科学院生物物理研究所（以下简称生物物理所）。这个坐落于北京市朝阳区大屯路15号的科研院所，是郭爱克院士开启中国果蝇研究的发源地，也是“屯里人”李岩求学、工作近20年的主战场。

　　在果蝇上天后的一个月时间里，李岩团队需要守候在屏幕前，观察从中国空间站实时传回的果蝇影像。她告诉《中国科学报》，就在11月19日清晨，中国空间站迎来了第一只“果蝇宝宝”。

李岩 朱献东/摄

　　记者于12月13日了解到，目前太空中的“果蝇家族”即将迎来第三代。

　　“这项研究凝结着中国科学院生物物理研究所两代人、数十年的心血。”生物物理所研究员李岩感慨，如今，中国科学家终于能在空间站开展亚磁-微重力环境对果蝇基因、行为和生存繁衍的影响研究。

李岩研究员（前排中间）课题组 受访者供图

“星星之火”

　　实际上，“果蝇上天”的故事，最早可追溯至数十年前。

　　1993年，郭爱克院士在生物物理所建立了我国第一个以果蝇为模式生物的学习与记忆实验室。1998年李岩从北京大学生命科学学院毕业，出于对果蝇记忆研究的兴趣，来到生物物理所攻读博士学位。

　　在许多人看来，果蝇只有几毫米大小，是一种“头脑简单”的小动物。但在郭爱克和李岩等果蝇研究者的眼中，果蝇个头小、容易饲养、繁殖快、行为丰富，而且与人类基因组序列高度同源，是一种兼具学习能力和适应能力的优良模式生物。

　　早在百年前，美国遗传学家摩尔根就曾利用果蝇证实了基因在染色体上的理论，让小小的果蝇敲开了遗传基因研究的大门。在历史长河中，果蝇这一模式生物曾帮助科学家6次拿下诺贝尔奖。

　　李岩回忆，最给她启发的是郭爱克先生的一句名言：“只要学会向果蝇提问，它就会给你很好的答案。”

　　21世纪初，郭爱克团队把目光投向以果蝇为模式生物的亚磁生物学研究。地球具有独特的巨大磁场，太空中缺乏磁场的环境会给动物和我们人类带来什么问题呢？果蝇与人类基因具有很高的相似性，其神经工作原理也是完全保守的。利用果蝇探索未知宇宙的秘密，可以为人类更好地适应太空环境奠定基础。

　　他们发现，当把果蝇置于远小于地球磁场的极弱的磁场环境中，果蝇的学习、记忆能力会逐代下降，到第10代时几乎消失；而把果蝇放回地球磁场环境时，果蝇的学习记忆能力又会逐代恢复，到第10代时几乎回到正常水平。

　　这是一个多好的开端呢？彼时，科学界对微观分子生物学的理解还刚起步，但郭爱克敏锐意识到，这是一个表观遗传学的问题：一个生物面临异常环境会有一个适应性过程，而这种适应性又可以通过遗传方式代际传递。

　　然而，由于亚磁生物学效应较为微弱，且需要多代传递才能观察到变化，在许多研究者看来，这项研究虽然极具前瞻性，但无法马上有产出和回报，因此相关研究一度趋于沉寂。

　　“我们不能把研究的‘火种’灭了，一定要传承下去。”李岩介绍，即使在研究相对冷门时期，团队也尽力保留这项研究的“火种”，目前生物物理所花费十余年，在亚磁环境中培育了200多代果蝇。这一纪录在国际同行中是首屈一指的，更为在中国空间站开展果蝇研究奠定了基础。

　　在相当长一段时间里，这项研究的“星星之火”孤独却倔强地亮着，静静等待一个燎原的时刻。

"全职回国，接过“接力棒”

　　故事的转机发生在2010年，这一年，34岁的李岩全职回国。

　　从生物物理所博士毕业后，李岩前往美国加州大学旧金山分校从事博士后研究，后在美国西北大学担任研究助理教授，开展神经蛋白病的动物模型研究。但当时的李岩总觉得，在国外做研究缺乏归属感。

　　“我在核工业基地长大的，从来没想过在国外长时间定居，总觉得该真正回国做研究。”在李岩看来，回国从事研究是一件“天经地义的事”。她感慨，比起老一辈科学家在荒漠戈壁做实验的艰苦条件，如今国内有很好的研究条件和经费支持，没有什么克服不了的困难。

　　全职归国的决定也受到导师郭爱克的影响。郭爱克、李岩师生两人，有着相似的出国留学、全职归国的人生轨迹。早在20世纪60年代，郭爱克就被选派去苏联留学，从莫斯科大学毕业后，他回国进入生物物理所工作。改革开放前，郭爱克又被选派去德国留学，成为改革开放后中国首位获得西方博士学位的留学生。其后，郭爱克依然回到生物物理所，时任生物物理所所长贝时璋先生亲自迎接他。

　　在导师郭爱克的影响和邀请下，2010年初，李岩选择全职回到生物物理研究所脑与认知国家重点实验室，逐渐接过了“果蝇飞上天”的接力棒。

　　早在学生时期，李岩就深知生物物理所开拓宇宙生物学的历史。当时，贝时璋院士曾说过，建立生物物理所，适应了发展航天科学技术的需要。

　　在回国的10年中，她和生物物理所赫荣乔研究员共同申请了果蝇在微重力亚磁环境的研究项目。直到2020年7月，伴随着中国载人航天技术的日益成熟，李岩团队终于接到了“空间亚磁果蝇生物效应及分子机制”项目的立项通知。

李岩 朱献东/摄

　　这是一项历经时间考验的探索。立项时，郭爱克院士已经80岁，而在项目实施的关键节点，他还多次专程从上海赶回北京，为项目细节把关。在项目中期评估会上，在场的几位老专家都已头发花白。

　　对李岩来说，十余年来项目筹备、立项、实施的情景仍历历在目。她忘不了，自己把果蝇即将登上太空的消息告知郭爱克院士时，这位80多岁的老人难掩激动，只说了一句“就像当年送子弟兵过鸭绿江一样”。

　　良久，李岩回复，“我们一定会打胜仗的！”

"果蝇飞上天

　　如今，来自中国的果蝇已飞上浩瀚的太空。

　　在此之前，为了更好地开展空间实验，生物物理所与中国科学院空间应用工程与技术中心、上海技术物理研究所等科研机构在地面实验中密切合作。李岩课题组实验员郭靖介绍，仅仅是制备果蝇的食物，就需要进行严格的除菌、除味处理，确保果蝇在空间站的生活万无一失。

　　李岩知道，现在正是检验成果的时刻。

　　在中国空间站，来自生物物理所的果蝇被分成两组，一组生活在太空微重力环境，另一组则会被放入磁场屏蔽设备里，同时接受微重力和亚磁场的环境考验。上天之初，果蝇经历了一段奇妙的适应期。在微重力的环境中，只要轻轻扇动一下翅膀，果蝇就会像子弹一样冲出去，而停止扇动翅膀则不受控制地飘浮，只能尝试蹬腿来改变方向，好在这些小生命很快适应了新环境。李岩的学生们戏称，这些地球上的飞行小能手，到了太空居然学会了“蛙泳”。

　　惊喜之余，李岩最为担心的就是果蝇的繁殖行为。她介绍，虽然太空传回的实时视频显示，果蝇有求偶、交配行为，但在没有看到幼虫前，他们心里总在打鼓：到底能不能在太空中正常交配、受孕，完成一代到下一代的繁殖？

　　直到11月19日清晨，一段从太空传回的影像显示：一只小小的果蝇从蛹中冒出头，打量着这个陌生的世界。这只小果蝇被课题组同学们亲切地称为“太空出生的第一只果蝇宝宝”，它的出生也意味着我国首次实现果蝇在太空的成功繁育。

　　李岩介绍，果蝇在地球上12～15天就可以繁殖一代，按照预计36天的在轨时间计算，它们有望成为第一种在中国空间站实现“三代同堂”的动物。在果蝇回到地球后，科研团队将进一步分析其在太空中的行为表现和基因表达，揭示微重力和亚磁场对动物行为的影响，及其背后的神经、分子机制。

　　“想象一下，我们的下一代、下两代可能会在月球上建立基地，甚至建立长期的家园。那里的重力只有地球的六分之一，磁场也非常弱。动物能不能在月球完成代代相传？”李岩满是期待地说，“果蝇正是人类探索太空的先锋。”

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（来源：科学网；记者：孟凌霄）

（视频作者：朱献东、孟凌霄）

（视频来源：中国科学报社）