日报标题：「好好在地球上不行么，为什么一定要去太空养细胞？」
Huitian，postdoc/遗传学方向
上周五刚和同事讨论过这个问题。那天下午大家都没心思干活儿坐办公室侃大山熬下班，一印度小哥突然说：“你们知道昨天中国发生什么了吗？中国发射了空间站！中国要建自己的空间站啊！中国科研太牛太有钱了！”随即大家聊起了美国宇航局斥资百万征集实验方案，选中的实验将在空间站由宇航员进行（如 Gene in Space）。举个简单例子：做生物的都熟悉 PCR，那么在无重力条件下多聚酶能否结合 DNA 呢？于是 NASA 把这在地面一次耗资恐怕只有几刀的小实验花重金搬上了空间站，实验答案是肯定的，PCR 反应并不受重力影响，在太空中依然可以进行。（该实验由纽约高中生设计，NEB 网站有详细报道：First Successful PCR Experiment Performed in Space）
办公室美国姑娘表示 interesting 后随即质疑：这些实验究竟有什么意义？是啊，每年大家为这万恶的资本主义国家纳那么些苛捐杂税，其中一部分一把火烧天上了，想想就心疼。印度小哥立即反驳：人活着有什么意义？地球作为目前唯一有生命存在的星球有什么意义？宇宙存在有什么意义？
这小哥有理无理都能搅三分的技能我们早有体会，但在太空做生物实验究竟有什么意义？
1. 对未来的实际意义。
从幻想的嫦娥奔月到现实的 NASA 计划中的在火星建立人类群落（三体粉表示想想就激动），人类对宇宙未知的好奇始终如一，且科研发展使得人类在宇宙中触手能越伸越长，星际旅行早晚都会实现。但漫漫宇宙之旅中宇宙射线等有没有可能造成基因点突变？基因组不稳定导致的癌症？信号转导异常导致的内分泌或神经系统疾病？减数分裂染色体重组 DNA 双链断裂修复异常导致的生育异常与出生缺陷？这些问题可能在几百年内都还不需要答案，但这等到几百年后人类即将踏上星际之旅时再问就显然来不及了，所以现在愚公移山般 piece by piece 的太空细胞 / 分子生物学 / 遗传学实验可能就是为后代星际旅行筹备打下的奠基石。
2. 科研工作者的好奇心。
太空中的细胞生物学实验耶，难道你不好奇实验结果吗？大部分人恐怕说 no，姆们更好奇什么时候儿能摇上车牌儿号儿、六环以里房价还能涨多少、超市鸡蛋多钱一斤。科研人员也食人间烟火，这些问题我也好奇，但我们的好奇心更是远在瀚海星辰。上文提到，PCR 反应是不需要重力的，那么是不是细胞内 DNA 复制就是不需要重力？是不是 Cell cycle 也不需要重力？那么减数分裂这种需要 DNA 双链断裂并修复而发生染色质重组的特殊分裂是不是也非重力依赖？其它生化酶反应呢？cell signaling 呢？神经递质传递呢？离子通道？转座子？……太多太多未知可能唤起科研人员的好奇心，而我始终相信好奇心是推动科研发展的主要动力之一。（您问为啥只是之一，因为之二显然是科研经费啊……）
3. 打发时间？！
这点是那位印度小哥提出来的……他振振有词道：空间站那么狭小、时间那么漫长，对宇航员的身心都有极大伤害，倒不如让这些英雄们做做实验，感受下我们这些博后工蜂般的生活，我们都没崩溃他们怎么能崩溃呢！
我对他这种匪夷所思的无底线自黑的想法表示：
真恶毒
也真无奈。
萌子
先介绍下本人背景，细胞生物学博士后一枚。这个问题也做过思考，希望能抛砖引玉，得到大神的批评。
整体而言，太空培养细胞的主要作用是提供了一个完全不同于地球的生长环境，这在以上各位同学的回答中都得到了很好的体现。本人就不啰嗦了。我主要谈重力在细胞培养中的意义。
现在实验室培养的细胞分两种，一是悬浮细胞，二是贴壁细胞（本人专攻对象）。贴壁细胞依靠重力平贴在培养皿上，包括了绝大部分具有生理学意义的细胞类型，比如神经细胞，肌肉细胞，上皮细胞等等，还有病理学细胞模型，如癌细胞，神经退行性细胞等等，现已从单层贴壁细胞发展出三维立体的细胞模型。所以我们在实验室条件下对细胞的理解基本上都是建立在重力的基础上的，但重力却被完全忽略了。
忽略了不代表不重要，正如我们常忽略空气的存在。细胞受重力作用，整个生长形态都会变化，尤其体现在微管组织上。现有大部分细胞虽有三维结构，但真实形态像煎蛋一样，中间细胞核处凸起，四周慢慢垂下平铺开。这明显是受重力作用。假如没有重力影响，直接决定细胞形态的微管组织是否还是如此铺展，抑或像海胆壳一样四面八方上下左右无方向自由伸展？
那么，细胞个体在形态学上的变化肯定会影响整个组织，器官，乃至生物个体的形态学。另外，从人的发育来看，我们都是在重力环境下完成发育的，虽然重力可能对发育过程的信号通路没有影响，但失去重力的引导，诸如生长因子之类的发育关键蛋白是否能沿某种梯度传递，让细胞逐步发育成现有人类的样子？抑或关键蛋白在细胞间的传输完全没有了方向，导致发育失败抑或是发育成超级人，比如三头六臂（脑洞大了）？在进入太空时代前，这都是人类必须要面对的问题。
另一方面，细胞本质上是个跟外界频繁进行物质与能量交换的热力学系统。现有的细胞学研究主要集中在细胞的分子机制上，但缺乏从物理学本质上的讨论，比如如何从热力学角度看待细胞，如何从重力下看细胞，都很少涉及。无重力或微重力的太空环境，给我们提供了绝佳的条件，去研究纯热力学环境下的细胞生物学，即单纯由分子的热力学运动驱动的生命现象。
以上都是从特定方面探讨太空培养细胞的意义。个人感觉细胞培养只是一个开始，之后还会开展简单模型生物的培养，如线虫（太空培养线虫的难度和成本绝对不比细胞高），果蝇等。这就能在多细胞生物体的层次上谈论重力的影响了。
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