宇航科技：清理太空垃圾的酵母

圖片來源：Pixabay
宇航員需要輕裝旅行，每一升額外的補(bǔ)給品都會增加火箭的負(fù)擔(dān)，但是僅攜帶必要的食物，又無法滿足像美國航空航天局（NASA）的火星探測任務(wù)這樣長時間星際旅行的需要?？茖W(xué)家正在研發(fā)創(chuàng)新性方法，最大限度增加飛船的存儲效率，包括回收利用宇航員排出的尿液和呼出的廢氣。
“宇航員在太空執(zhí)行任務(wù)的時間越來越長，他們產(chǎn)生的生活垃圾也會越來越多。那么問題來了，我們怎么處理這些垃圾呢？”美國克萊姆森大學(xué)（Clemson University）的化學(xué)工程師、合成生物學(xué)家馬克·布倫納（Mark Blenner）說。布倫納和同事已經(jīng)證明，酵母菌可以將這些垃圾轉(zhuǎn)化成自身必需的營養(yǎng)物質(zhì)，甚至還能夠用垃圾合成出可用于制造工具的塑料，這當(dāng)然比將垃圾帶回地球要好得多。


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研究人員發(fā)現(xiàn)，解脂耶氏酵母（Yarrowia lipolytica，一種烘焙酵母的近親）可以把人類尿液中的某種成分，作為維持自己生命的食物。同時，研究人員還種植了能將人類呼出的二氧化碳轉(zhuǎn)化成富含碳元素的營養(yǎng)物質(zhì)的藻類，酵母菌可用這些營養(yǎng)物質(zhì)合成脂肪酸。通過將海藻和浮游植物中的一些基因整合到酵母菌的基因組中，布倫納團(tuán)隊(duì)還使轉(zhuǎn)基因酵母菌合成出了升級版的脂肪酸——Ω-3脂肪酸，這種物質(zhì)對人類的心臟、眼睛和大腦的健康至關(guān)重要。另外，布倫納團(tuán)隊(duì)還調(diào)整了解脂耶氏酵母合成脂肪酸的路徑，使它們合成出了能用于太空3D打印的聚酯塑料。今年8月，研究人員在美國化學(xué)會的年會（一年召開兩次）上，報(bào)道了他們的發(fā)現(xiàn)。


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美國航空航天局先進(jìn)探索系統(tǒng)（Advanced Exploration Systems）負(fù)責(zé)技術(shù)整合的伊騰德拉·喬希（Jitendra Joshi，未參與此項(xiàng)研究）說：“在這項(xiàng)創(chuàng)新性研究中，酵母菌是一種偉大的生物?！?br> 接下來，研究人員還需要搞清楚，在低重力、高輻射的太空環(huán)境中，微生物能否依舊快速繁殖，并以同樣的速率不斷合成出人類需要的物質(zhì)。布倫納希望，未來，宇航員將把酵母菌作為個人專屬的靈活“生產(chǎn)車間”。
撰文：努維爾·謝赫（Knvul Sheikh）
翻譯：楊風(fēng)麗
文章來源：環(huán)球科學(xué)


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