地球上那些恰似一江春水向东流的排泄物,在浩瀚太空中可不能随便浪费,一点一滴都是精华!现在科学家又新开发出一项微生物工程,可从太空人的尿液中萃取出用于 3D 打印制造的聚酯聚合物,以及人体必备的营养物质 Omega-3 脂肪酸,这项研究可说是促成未来长途太空旅行的一大垫脚石。
太空旅行过程中增加越多重量(排泄物、设备等),和地球重力相抗衡所需的燃料消耗就会越多,若太空人一次要进行好几年的太空之旅,那么科学家就必须找到可回收废弃物的各种方法。
美国克莱门森大学团队最近在美国化学学会(ACS)上发表了研究成果,他们开发出一项可以利用解脂耶氏酵母菌(Yarrowia lipolytica)的各种菌株,将尿液、二氧化碳转换成聚酯聚合物与身体营养素的微生物工程,这些酵母菌株从未处理的尿液(尿素)中获得氮、从呼气出来的二氧化碳获得碳,以产生脂肪酸。
不过在一般条件下,这些酵母菌株产生的脂肪酸与人类就像两条平行线一样没有关联,因此团队利用 CRISPR/Cas9 基因编辑技术“改造”,对菌株另外添加 4 个基因,并再提供一种称为蓝藻的光合细菌让菌株可摄取转化为糖的碳,使其得以产生对人体心脏、眼睛、大脑大有益处的 Omega-3 脂肪酸,储存在细胞壁里。虽然研究领导人、克莱门森大学化学与生物分子工程助理教授 Mark Blenner 说,“如果太空人喜欢这个味道”。
同时,使用同样的 CRISPR/Cas9 基因编辑技术,也可以从酵母菌株得到积累成微小颗粒的聚酯聚合物,若科学家可找到使酵母大量储存这些颗粒的方法,那么酵母与溶液混合后就能变成一种用于 3D 打印的合成油墨,能在太空印刷各种元件。
Blenner 和团队目前只能用基因工程酵母萃取出少量聚酯化合物(约 250 毫克)和营养物质(约 50 毫克),但团队有信心在未来几年将可提高产量,供应地球人类的营养需求或成为鱼类养殖场的原料;此外,他们还计划继续生产各种具不同物理性质的聚酯化合物,让解脂耶氏酵母菌的研究更加丰富。
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(首图来源:影片截图)