排泄物變生存養分!太空旅人活命戰術再一樁

作者 | 發布日期 2017 年 08 月 24 日 18:00 | 分類 生物科技 , 自然科學 follow us in feedly

地球上那些恰似一江春水向東流的排泄物,在浩瀚太空中可不能隨便浪費,一點一滴都是精華!現在科學家又新開發出一項微生物工程,可從太空人的尿液中萃取出用於 3D 列印製造的聚酯聚合物,以及人體必備的營養物質 Omega-3 脂肪酸,這項研究可說是促成未來長途太空旅行的一大墊腳石。



太空旅行過程中增加越多重量(排泄物、設備等),和地球重力相抗衡所需的燃料消耗就會越多,若太空人一次要進行好幾年的太空之旅,那麼科學家就必須找到可回收廢棄物的各種方法。

美國克萊門森大學團隊最近在美國化學學會(ACS)上發表了研究成果,他們開發出一項可以利用解脂耶氏酵母菌(Yarrowia lipolytica)的各種菌株,將尿液、二氧化碳轉換成聚酯聚合物與身體營養素的微生物工程,這些酵母菌株從未處理的尿液(尿素)中獲得氮、從呼氣出來的二氧化碳獲得碳,以產生脂肪酸。

不過在一般條件下,這些酵母菌株產生的脂肪酸與人類就像兩條平行線一樣沒有關聯,因此團隊利用 CRISPR/Cas9 基因編輯技術「改造」,對菌株另外添加 4 個基因,並再提供一種稱為藍藻的光合細菌讓菌株可攝取轉化為糖的碳,使其得以產生對人體心臟、眼睛、大腦大有益處的 Omega-3 脂肪酸,儲存在細胞壁裡。雖然研究領導人、克萊門森大學化學與生物分子工程助理教授 Mark Blenner 說,「如果太空人喜歡這個味道」。

同時,使用同樣的 CRISPR/Cas9 基因編輯技術,也可以從酵母菌株得到積累成微小顆粒的聚酯聚合物,若科學家可找到使酵母大量儲存這些顆粒的方法,那麼酵母與溶液混合後就能變成一種用於 3D 列印的合成油墨,能在太空印刷各種元件。

Blenner 和團隊目前只能用基因工程酵母萃取出少量聚酯化合物(約 250 毫克)和營養物質(約 50 毫克),但團隊有信心在未來幾年將可提高產量,供應地球人類的營養需求或成為魚類養殖場的原料;此外,他們還計劃繼續生產各種具不同物理性質的聚酯化合物,讓解脂耶氏酵母菌的研究更加豐富。

(首圖來源:影片截圖)