새로운 검색

If you are not happy with the results below please do another search

7 검색 결과: 세포배양

1

톈진대학, 세계 최초 신형 세포배양 가변색 히드로겔 개발

최근 톈진대학 양다융(仰大勇) 연구팀은 세계 최초로 신형 세포배양 가변색 히드로겔을 개발함과 아울러 세포 3차원 배양 과정에서 기질재료 형광에 대한 즉각적 개폐 제어를 달성했다. 해당 재료 및 기술은 중국 발명특허를 신청했고 해당 성과는 “Advanced Science”에 게재되었다.
생명의학 분야에서 크나큰 응용잠재력을 보유하고 있는 해당 신소재는 체내 생존조건과 더 근사한 미세환경을 세포에 제공할 뿐만 아니라 줄기세포 3차원 배양을 위한 우수한 세포배양 기질로 사용돼 조직 복원, 기관 재생을 구현할 수 있는 등 인류 생명건강에 새 희망을 가져다준다.
현재 3차원 세포배양기술은 인체 조직·기관 재건의 주요 수단이다. 과학계는 해당 기술로 마치 진짜 기관과 유사한 윤곽의 자연스럽고 유연한 인공 “귀” 및 “코”를 성공적으로 배양했다. 세포가 종자라면 해당 신형 히드로겔은 비옥한 토양과 같이 종자의 성장에 든든한 기반 및 충족한 영양분을 제공함과 아울러 일종의 발광환경을 조성해 종자 성장을 보다 잘 관찰할 수 있도록 편리를 제공한다.
연구팀이 개발한 신형 세포배양 가변색 히드로겔은 양호한 생체적합성을 보유하기에 세포에 대한 독성 부작용이 없다. 따라서 일종의 우수한 3차원 세포배양 기질로 사용할 수 있다. 특히 동 히드로겔은 외부 이온 자극에 쾌속적 가역 형광반응을 하는데 세포 관찰시 기질 형광 개폐를 실시간으로 제어할 수 있다. 이러한 외부 이온은 세포 성장에 영향을 미치지 않는다.
형광 차단시 배경 형광 간섭을 제거함으로써 다염색 세포 구조를 쉽게 관찰할 수 있고 형광 개통시 기질을 밝혀주어 세포의 상대적 위치 확인이 가능하다.

2

세계 첫 전자동 줄기세포 유도 배양 설비 검수에 통과

2018년 5월 15일 오전, 중국재정부의 지원에 의해 중국과학원 광저우바이오의학건강연구원에서 담당한 국가중대과학연구장비개발 프로젝트 “전자동(full-automation) 줄기세포 유도 배양 설비”가 광저우에서 전면적인 검수에 통과되었다. 이는 세계 첫 자동화 무인 모니터링, 심층 신경망을 이용한 지능화 줄기세포 유도 배양 설비가 탄생하였음을 의미한다.
연구팀은 iPSC 기술, 줄기세포 유도 분화 기술 등 연구성과와 자동화기술을 결합시켜 4년간 연구를 거쳐 2종 핵심 기술을 포함한 8종 기술을 파악하고 다양한 혁신적 성과를 확보함과 아울러 세계 첫 줄기세포 자동화, 지능화 유도 배양 설비를 개발하였다. 해당 설비의 성공적 개발은 중국에서 첨단 생명과학 기기 장비를 거의 모두 유럽과 미국에서 수입하던 국면을 개변시켰고 세포 제작 분야의 첨단 과학연구 장비 선진성을 과시하였을 뿐만 아니라 세포 생산 원가 감소, 세포 제작 품질 향상 및 더욱 광범위한 임상 서비스에 장비 기초를 마련하였다.
자체 지식재산권을 보유하고 있는 해당 설비로 최초로 머신러닝(Machine learning) 및 인공지능 알고리즘을 논리적 결정(Logical decision)으로 하는 세포 재프로그래밍 운명의 자동화 유도를 구현하였으며 세포배양, 현미경 온라인 관찰, 액체 이동 교환, 알고리즘 식별, 세포 선택 및 설비 제어 관련 장비 기술을 구축하였고 iPSC 자동화 유도 배양, 증폭, 이미징, 액체 이동 교환, 세포 선발, 하위 분화 등 기능을 구현하였다.
해당 설비는 다기능 줄기세포 재프로그래밍 전과정 유도 연구에서 시작하여 전과정 자동화 세포배양 유도 기술 시스템을 구축하고 인공지능 머신러닝 보조 비파괴 무표지 분석 수단을 이용하여 세포극성 변화를 기반으로 하는 운명 조절 수학모델을 구축함으로써 세포 재프로그래밍 이론을 이용하여 줄기세포를 획득하는 분야에서 이론모델로 조립완제품을 제작하는 기술을 전면적으로 파악함과 아울러 재프로그래밍 다기능 줄기세포의 제작을 구현하였다.
해당 자동화 지능기술로 연간 24명의 GMP급 세포 제작을 구현할 수 있으므로 바이오 첨단제조에 상위 세포 근원의 장비 보장을 제공하였다. 화다(華大)유전자연구원, 화둥(華東)이공대학 등 기관에서 전자동 줄기세포 유도 배양 설비에 대한 테스트를 수행하여 해당 설비의 줄기세포 유도 배양 가능성을 입증하였다.

3

큰 쥐 줄기세포 다기능성 조절 새규칙 발견

최근, 중국과학원 동물연구소 저우치(周琪) 연구팀은 줄기세포 다기능성 연구에서 새로운 성과를 거두었다. 연구팀은 사배체 보상실험을 통하여 최초로 생쥐를 제외한 큰 쥐 배아줄기세포도 건강한 개체 생성능력을 보유하고 있다는 것을 발견하였으며 다양한 종의 줄기세포에서 최고 등급의 다기능성을 구축할 수 있음을 입증하였을 뿐만 아니라 다기능성을 유지하는 새로운 규칙을 발견하였다. 이는 줄기세포 다기능성 종 진화 차이 및 조절 메커니즘을 연구하는데 새로운 기반을 제공하였다. 해당 연구 성과는 2017년 10월 23일 “Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America(PNAS)”에 게재되었다.

배아줄기세포(ESCs)와 유도다기능성줄기세포(iPSCs)는 다중 잠재적 분화 능력을 보유하고 있으며 각종 유형 및 기능의 세포로 분화될 수 있기에 발생생물학 및 재생의학 연구에서 중요한 응용 가치가 있다. 사배체 보상실험을 통하여 ESCs 및 iPSCs를 독립적으로 건강한 개체로 발육시키는 것은 세포 다기능성을 평가하는 가장 엄격한 표준이다. 기존에 생쥐의 ESCs 및 iPSCs만 해당 능력을 보유하고 있지만 기타 종의 줄기세포도 최고 등급의 다기능성을 보유하고 있는지는 아직도 알려지지 않았다.

연구팀은 먼저 큰 쥐의 사배체 보상 기술 시스템을 구축하여 줄기세포 다기능성 연구 및 평가에 기술 플랫폼을 제공하였다. 다양한 근원 줄기세포가 다양한 세대에서의 발육 능력을 평가하한 결과, “t2i” 배양 조건에서 구축한 초기 세대 큰 쥐 ESCs는 아주 높은 다기능성 수준을 보유하고 있기에 사배체 보상실험을 통하여 건강한 개체로 발육시킬 수 있지만 해당 능력은 세포배양 계대 과정에서 신속하게 상실되었다. 심층적인 연구 결과, 큰 쥐 ESCs를 생체 외에서 배양하는 과정에서 줄기세포의 유전체 메틸화 수준이 신속하게 감소되고 유전체 각인 제거로 유발된 각인 소실로 인하여 발육 능력이 상실되었다. 생쥐 ESCs도 메틸화 수준 감소 및 각인 소실 현상이 발생하지만 탈메틸화 속도가 큰 쥐 ESCs에 비하여 뚜렷하게 늦다. 이로부터 줄기세포 다기능성은 다양한 종의 줄기세포 사이에서 보존되지만 그 조절 형식은 가능하게 종 특이성이 존재한다는 것을 제시한다. 해당 연구결과는 다양한 종(인간을 포함)에서 가장 높은 다기능성을 보유한 줄기세포를 구축하는데 새로운 아이디어를 제공하였을 뿐만 아니라 다양한 종의 줄기세포 다기능성에 대한 구축 및 조절을 한층 더 연구하는데 중요한 이론 기초를 제공하였다.

4

중산대학, 암세포를 사살할 수 있는 천연바이러스 M1 발견

중산(中山)대학 중산의학원의 엔광메이(顔光美) 교수 연구팀이 정상세포에 대한 상해가 없이 암세포만 특이적으로 사살하는 M1 천연바이러스를 발견하였다. 최근 관련된 연구논문이 《PNAS》지에 게재되었다.

전 세계적으로 암 발병율이 급속히 증가해서 기존의 치료수단만으로 임상수요를 효과적으로 충족시키지 못하고 있다. 특히 암세포를 사살하는 동시에 정상적인 세포에 악영향을 미치는 기존의 치료방법으로 인해 의사와 환자의 우려가 크다.

엔광메이(顔光美) 교수 연구팀은 다년간의 연구를 거쳐 하이난(海南) 섬에서 천연바이러스의 일종인 M1을 발견하였다. 이들은 세포배양의 방법으로 M1 천연바이러스가 간암, 대장암, 방광암, 악성 흑색종 등 다양한 암세포를 선택적으로 사살하면서 정상적인 세포에는 부작용이 없음을 동물실험을 통해 입증하였다. 세포수준 및 동물 실험 외에도 다량의 임상샘플을 통해 M1 천연바이러스의 효과성과 특이성을 확인하였다.

연구팀은 한층 더 심층적인 연구를 통해 M1 천연바이러스 작용의 분자유전학 메커니즘을 규명하고, 특이성의 바이오마커를 찾아내는데 성공하였다. 이는 임상에서의 정확한 약물투여와 맞춤형의 치료에 과학적 근거가 된다.

신형의 M1 천연바이러스로 인해 인류가 암을 효과적으로 극복하는데 한발 더 다가설 것으로 기대된다.

5

중국과학자, iPS 세포의 이상적인 소스 발견

중국과학원 광저우(廣州)바이오의약/건강연구원의 Miguel A. Esteban 박사 연구팀과 페이돤칭(裵端卿) 연구팀이 인간 요액중의 신장 상피세포가 유도만능줄기세포(iPSCs)의 이상적인 소스임을 발견하였다. 관련된 연구논문은 2012년 11월 8일의 《Nature Protocols》지에 게재되었다.

2007년에 미국과 일본의 과학자들이 KLF4、OCT4、SOX2 및 C-MYC 4종의 유전자를 주입하는 방법으로 인간과 쥐의 정상적인 피부세포를 만능줄기세포로 전환시키는데 성공하였다. 이 기술은 당시 인간의 배아에서만 만능줄기세포 획득이 가능했던 난제를 해결하였다. 최근에는 피부세포 외에도 각질세포, 신경줄기세포, 양수세포, 혈액세포 등 인체 다양한 조직세포로부터 만능줄기세포가 만들어지고 있다.

그러나 서로 다른 조직 소스의 iPS 세포 생성율 간에 큰 차별이 존재하고, 대부분 침습성의 프로세스를 통해 공여세포를 획득하기 때문에 세포의 분리과정이 매우 복잡하다. 게다가 피부병 또는 혈우병, 에이즈 등의 혈액병 환자의 경우에는 피부섬유세포 또는 혈액세포에서 유도줄기세포를 추출할 수 없다. 그것은 이들의 세포마저도 건강하지 않을 수 있기 때문이다.

연구자들은 환자의 고통을 덜어주기 위해 뇨(urine)용액 속의 세포를 분리해서 iPS 세포를 생성하는 방법을 연구하였다. 먼저 57명의 개체를 대상으로 뇨액 샘플을 수집하고, 이 중 42명의 개체에서 초대세포 배양물질을 획득하는데 성공하였다. 그후 연구자들이 2차, 3차, 4차의 시도를 하였는데, 그 총체적 성공률이 82%에 근접하였다. 이어서 10%의 소태아혈청(fetal bovine serum, FBS)을 이용해 원시세포(archaeocyte)를 배양하고, 신장 상피세포 배양액을 이용해 세포를 증식시켰다. 2~3주간의 세포배양 후, 레트로바이러스(retrovirus) 감염법을 이용해 외원성의 인자를 요액 세포 속에 주입하였는데, 리프로그래밍의 과정은 3~4주 소요되었다. 이 시기 줄기세포 모양의 복제가 이루어질 때 복제물질을 별도로 분리해서 지속적으로 배양함으로써 궁극적으로 안정적인 유도만능줄기세포를 획득할 수 있다.

연구진에 의하면, 30ml의 양이면 충분하고 또한 요액 세포 분리법은 조작이 간편하고, 비용이 저렴하며, 각종 연령대와 성별과 종족에 모두 적합하다. 그밖에 전체 프로세스가 상당히 빠르고, iPS 세포의 생산율도 4% 수준으로 아주 높으며, 우수한 분화 잠재력을 보유하고 있다.

6

5가지 중요한 우주의학실험 진행

□ 5가지 중요한 우주의학실험 진행

중국우주인연구훈련센터 리잉후이(李莹辉) 부주임은 2012년 6월 17일 톈궁1호와 선저우9호 우주도킹 임무에서 우주인이 15개의 우주의학 관련 실험을 진행하는데, 그 중 5가지가 가장 중요하다고 밝혔다.

◯ 우주비행의 안구운동, 심혈관, 뇌 고급기능에 대한 영향 연구

선저우9호 비행 전, 중, 후기 동맥 맥박파, 정맥 막박, 뇌파, 안구운동의 동시 검출은 중국의 마이크로중력 환경에서 최초로 진행하는 시스템(인체) 생리학 연구실험이다. 이 실험은 무중력 상태의 생리효과 메커니즘에 대한 체계적 인식을 증진시킬 전망이다. 연구결과는 후속 유인 우주임무에서 무중력 상태의 생리적 효과 보조조치를 위한 이론적인 근거를 제공한다.

◯ 무중력 상태의 생리적 효과 보호 관련 세포학 메커니즘 연구

조골세포 기능저하는 우주에서 뼈 손실의 주된 원인이다. 조골세포 기능은 세포인자를 포함한 다양한 요인의 제어를 받는다. 이번 연구는 세포배양에서 다양한 시약 타이밍 주입 난제를 해결하고, 조골세포의 IGF를 비롯한 주요 조골인자에 대한 대응적 변화에 초점을 두어 핵심세포 신호전달 분자 개발과 관련한 타겟 약물, 그리고 예방조치 제정을 위한 기반을 마련한다.

◯ 우주 뼈 손실 예방기술 연구

우주 뼈 손실은 인간의 장기간 우주비행을 저해하는 주요위험요인이다. 선저우9호와 톈궁1호 조합체 비행단계에 우주인은 힘 자극기를 활용해 우주실험실 임무수행단계에 본인의 힘 자극 보호를 진행한다. 힘 자극을 바탕으로 뼈세포의 민감성과 뼈 간격 흐름속도 이론의 목적성 설계능력을 향상시킨다. 또한 최초로 궤도에서 단시간 내에 직접적인 힘 자극에 의한 우주 뼈 손실 예방기술 연구를 하여 우주 뼈 손실 저항효과에 이른다.

◯ 궤도에서의 유해성 기체 수집 및 분석 실험

중국이 독자적으로 개발한 유해성기체수집설비를 이용해 궤도 비행에서 캡슐 내 미량 휘발성 기체를 실시간으로 수집하고, 지상으로 귀환해 분석함으로써 톈궁1호 캡슐 내 공기품질을 분석해 오염수준을 파악한다.

◯ 우주인 품질 측정

3명의 우주인은 우주인센터가 개발한 품질측정기로 인체 품질을 측정한다. 최초로 이러한 측정을 진행함으로써 무중력 환경에서의 인체 품질 변화 데이터를 축적하여 후속 임무에서 장기간 비행하는 우주인의 의료 모니터링과 보호를 위한 근거를 제공한다. 품질측정기는 중국에 궤도 품질 측정기술이 전무하던 현황을 변화시켰다. 정밀도는 측정대상 품질의 ±1%에 도달할 수 있다.

선저우9호는 위에서 기술한 5가지 중요한 실험 외에도, 최초로 궤도 미생물 검출, 무중력 상태에서의 파라세타몰(해열・진통제)에 관한 약물동태학 연구, 우주인의 깨어 있는 상태와 잠들어 있는 상태의 생물학적 리듬 모니터링 등 10가지 우주의학실험을 진행한다.

□ 하루 24시간 동안, 우주에서 16회의 밤낮 교체

2012년 6월 19일 17시 07분, 3명의 우주인은 톈궁1호에서 하루 24시간을 지냈다. 지상 밤낮의 교체와는 달리 24시간 동안 우주에서는 16회의 일출과 일몰이 있었다. 왜냐하면 톈궁1호가 반시간마다 지구를 한 바퀴 돌기 때문에 우주인은 90분에 한 번씩 밤낮을 경과한다.

하지만 우주인의 톈궁 내 작업과 휴식은 여전히 베이징시간대로 진행한다. 조합체 운행단계에 진입한 후, 우주인의 우주생활은 우주와 지구 동기화 원칙에 따라 배치한다. 밤낮의 교체가 빈번한 우주에서 우주와 지구 동기화 원칙에 따라 임무를 배치하여 낮에 작업하고 밤에 휴식하는 것은 우주인의 건강유지에 이롭다. 연구결과, 저지구 궤도 비행에서 인간 고유의 생체시계 유지가 효율이 가장 높고 건강상태가 가장 양호함이 입증되었다.

향후 수일 간 우주인은 톈궁1호에서 유인환경 유지 조작, 궤도 우주의학실험, 갱신 유지보호 시험 등 사업을 한다. 이들 사업 역시 우주와 지구 동기화 원칙에 따라 배치한다.

□ 톈궁1호, 지상 이메일 수신

2012년 6월 19일 15시 46분, 선저우9호 탑승 3명의 우주인은 지상의 첫 이메일을 수신했다.

베이징비행제어센터는 계획대로 선정한 그림, 문서, 비디오를 포함한 데이터 패킷을 전용 소프트/하드웨어플랫폼을 통해 톈궁1호로 발송했다. 조금 지나 우주인은 단말기 디스플레이 시스템에서 지상에서 보낸 첫 이메일을 보았다.

이러한 방식으로 우주인은 지상에서 발송하는 비행계획과 텍스트 메시지를 실시간 수신할 수 있을 뿐만 아니라 신규 비디오, 음악, 그림 등 자료를 수신할 수 있다.

톈궁에서의 첫날, 3명의 우주인은 톈궁1호 돌보기와 관리 및 관련 우주과학실험을 전개했다.

□ 조합체, 최초의 궤도 유지 수행

2012년 6월 19일 15시 19분, 베이징우주비행제어센터의 통일적인 지휘 아래 톈궁1호와 선저우9호 조합체는 도킹 후 최초의 궤도유지를 수행했다. 결과, 궤도유지가 예정된 목적에 도달했다.

비행제어센터 홀의 대형스크린을 통해 3D 애니메이션을 실시간 볼 수 있다. 톈궁1호 꼬리부분에서 오렌지색의 불꽃이 분출해 비행을 가속화했다. 3명의 우주인은 청색 작업복을 착용하고 정위치 정지장치에 본인을 고정했다. 약 7초 후 조합체는 안정적인 비행상태에 진입했다.

조합체는 궤도 운행기간 상황을 봐가며 2회의 궤도유지를 진행한다. 이번의 궤도유지 목적은 우주선 귀환 시 궤도가 정확하게 착륙장을 지나도록 확보하기 위해서다.

베이징비행제어센터 궤도 전문가 탕거(唐歌)의 소개에 의하면, 선저우9호와 톈궁1호는 도킹 수행 후, 강성 연결을 실현하고, 비행제어 모델은 도킹 시의 두 목표물 제어에서 조합체 제어로 전환하며, 톈궁1호가 전체 조합체의 자세와 궤도 제어를 담당한다. 조합체 구조가 복잡하기 때문에 궤도 예보모델에서 더욱 세부적인 궤도 역학 모델을 감안해야 한다. 이를 위해 베이징센터 궤도분석인원은 대량 연구와 시뮬레이션 시산분석을 진행했으며, 보다 정확한 궤도 예보 분석 소프트웨어를 개발하여 정확한 궤도 제어를 위한 단단한 기반을 마련했다.

□ 류양, 근육위축 방지에 자전거 활용

3명의 우주인은 톈궁1호에 진입한 후 6일 동안 생활한다. 무중력 상태에서 초래될 근육위축 방지를 위해 지난해 톈궁1호 발사 시 휴대한 운동장비를 최초로 가동한다.

◯ 자전거가 날려가지 않도록 벽에 의지

이 특수한 자전거는 학명으로 ‘자전거 파워미터’라 불린다. 우주 자전거는 일반 자전거와는 달리 우주인이 사용 전에 우선 조립하며, 2명 우주인의 배합으로 10분간 수행할 수 있다.

우주인은 자전가를 탈 때 날려가지 않도록 구속벨트로 자신을 차에 고정한다. 우주 자전거는 손잡이가 없기 때문에 우주인은 톈궁1호 벽에 의지해 자전거를 탄다.

자전거는 출력으로 우주인의 운동부하를 계산한다. 25W, 50W 등 많은 강도를 조절할 수 있다.

◯ 우주인마다 운동강도 달라

우주인의 근육기능을 유지하고, 양호한 건강과 사업 상태를 확보하기 위해 중국우주인연구훈련센터는 자전거 에르고미터 연구개발에 성공하고, 중량이 큰 제한을 받는 어려움을 해소한 한편, 불규칙적인 모양을 가진 탄소합금 케이스를 적용해 구조 강도가 변하지 않는 상황에서 설계 요구를 충족시켜주었다.

유양은 우주에서 이 제품을 사용한 첫 우주인이다. 운동효과를 확보하고자 자전거는 우주인 각자의 최대 심장 박동율 상대치를 강도 지표로 삼았다.

□ 생활보장

◯ 선저우9호, 밥과 요리 가열에 30분 소요

우주 주방은 선저우9호의 궤도모듈 내에 있으며, 식품가열장치가 설치되어있다. 우주인이 포장된 밥과 요리를 길이, 폭, 높이가 모두 30cm이고 중량이 4.4kg인 용기 속에 넣어 전원스위치를 켜면 30분 뒤에 구수한 밥과 요리가 덥혀진다.

이 장치는 선저우5호에도 설치되었으나 이에 앞서 우주선의 전력소비를 줄이고자 우주인은 거의 사용하지 않았다. 이번에 선저우9호는 적합한 배전방식을 적용했기에 우주인이 더운 음식을 먹을 수 있게 되었고 또 음식도 다양해졌다.

◯ 우주밀실에서 가족과 통화 가능

우주인의 프라이버시 때문에 기술자는 톈궁1호 설계에서 우주인 전용 ‘우주밀실’을 추가해 우주인이 가족과 통화 시의 기밀성을 확보했다.

이를 위해 지상 비행제어센터도 비공개 대화실을 설치해 우주인 가족이 사용토록 했다.

◯ 유해성 기체 정화장치 설치

우주인과 캡슐 내 기자재는 모두 유해성 기체를 방출하여 캡슐 내 환경을 파괴하며, 우주선과 우주인에게 영향을 미친다. 유해유독가스 제어를 강화하고자 과학자는 설계과정에서 구조가 안정적이고 우주비행 검증을 거친 고품질 재료를 선정했다. 한편 캡슐 내에 유해성 기체 모니터링 및 정화장치를 설치했다.

톈궁1호와 선저우9호에는 약하고 크며 강한 바람의 크기를 조절할 수 있는 에어컨을 설치했다. 우주인은 개인의 습관, 환경변화에 근거해 풍속에 대한 수동 조절이 가능하다.

7

중국과 독일,「선저우(神州) 8호」무인우주선을 이용한 바이오과학실험 공동 실시

중국과 독일의 과학자가「선저우(神州) 8호」무인우주선을 이용해서 총 17건의 바이오과학실험을 실시할 계획이다. 이 가운데 중국측이 독립적으로 실시하는 실험은 10건, 독일측이 독립적으로 실시하는 실험은 6건, 양측이 공동으로 실시하는 실험은 1건이다.

중국과학원 수생생물연구소와 독일의 Erlangen대학에서 공동으로 실시하는「우주환경 속 간단한 밀폐생태시스템에 대한 탐색연구」는 직경 2mm 미만의 벌리너스(Bulinus), 클로렐라(Chlorella), 유글레나 그라실리스(Euglena gracilis) 3종의 세포로 구성된 간단한 밀폐생태시스템을 대상으로 하는데, 우주환경 속에서 소비자인 벌리너스와 생산자인 유글레나 그라실리스 간의 관계 변화를 연구하는데 그 목적이 있다.

그밖에 양측은 총 33종의 바이오샘플을 우주선에 탑재할 예정인데, 여기에는 벼 칼루스(Rice callus), 애기장대(arabidopsis), 스트렙토마이세스 코엘리컬러(streptomyces coelicolor) 등의 식물세포와 인류의 갑상선암세포 및 신경교종세포 등의 동물세포, 그리고 14종의 단백질 대분자가 포함되어 있다. 연구자들은 기초생물학, 우주바이오기술, 선진적인 생명지원시스템, 우주방사생물학 등의 과학문제에 대해 실험연구를 실시할 계획이다.

독일측이 샘플을 담을 바이오 세포배양박스를 제작하였는데, 길이와 넓이가 각각 5미터이다. 중국측은 바이오 전기제어박스와 유효부하장치의 설계를 맡았다. 세포배양박스 내에는 지구중력을 생성할 수 있는 원심기를 설치해서 대조실험에 도움이 되도록 하였다. 우주에서 16.5일 동안의 비행을 거쳐 귀환하게 될 바이오샘플은 지구착륙 후의 7.5시간 내에 베이징실험실에 이송되어 바로 분석연구에 들어갈 예정이다.

중국과 독일 양측은 일찍이 2007년 5월에 우주바이오과학 분야 공동실험을 실시할 것을 결정하고, 2008년 5월에 정부간 협력협정을 체결해서「선저우(神州) 8호」우주선을 이용할 것을 확정한 동시에 서로의 임무와 책임에 대해 명확히 하였다.