科研团队探寻永没有止境。西北产业大学供图

人造叶片事业示意图。西北产业大学供图

探寻浩瀚宇宙，是全人类的一同梦想。前一会儿，科幻电影《流浪地球》的“爆红”，再一次激发大家对太空探寻的兴趣。然则，面临深空探寻，人类始终面对一种要紧困难——如何在浩瀚的太空中，为宇航员或太空旅客、移民者提供一种长久、稳固的寿命保证体系？

近日，在西北产业大弟子态与环保探讨中心的合成生物学实验室，探讨出可行向细胞外分泌蔗糖的蓝藻。据理解，以此为焦点塑造的蓝藻人造叶片体系，可行建立相似地球的生态环境，从而为解决人类探寻太空时的生存困难提供一种崭新的思路。

甚么是蓝藻？——它是日前地球上独一已知的、能发生氧气的光合自养型微生物，也是地球上最原始的微生物之一。蓝藻具备比植物愈加高效的光合效用，是地球上绿色光合植物的祖先，地球富含的氧气最重要的是蓝藻的奉献。同一时间，蓝藻又具备极强的寿命力，日前，人类已在深海温泉和莫哈韦沙漠里面的岩石中，发觉有蓝藻的生长。

“可行应用蓝藻这两大特色，在太空极其环境下，把二氧化碳和水还原成人类必要的碳水化合物和氧气。”合成生物学实验室王文教授叮嘱记者：日前，该实验室已初步构建了完善、老练的各式蓝藻培育体制，并成功实现了蓝藻的外源DNA转化技艺，构建的蓝藻基因编辑体制为建立蓝藻人造叶片提供了有力技艺扶持。

“经过对蓝藻发展基因编辑，咱们成功得到了可行将细胞制造的蔗糖自动排到细胞外的蓝藻。”实验发觉，随着蓝藻的持续培育，野生型蓝藻根本无浮动，而实验组蓝藻却持续地向细胞外产出蔗糖，细胞外培育溶液里蔗糖浓度累计能达到1.1G/L以上。

“也便是说，每升培育溶液可行发生1.1克蔗糖，况且这种制造进程是持续不停的。”王文教授显示，这已达到了日前世界上同类事业的最高水准，况且这一特性有望进一步改装改善，大幅度提升产量。

应用这样的特性，科学家们进一步锁定了探讨的新方向：设置蓝藻人造叶片——一个以培育蓝藻为焦点的、相似太阳能板的装置。

“在太空中，这类装置庇护蓝藻不受太空辐射，以及极限温度、极度干燥等太空环境的伤害。”同一时间，还可行有用应用太空中的光照和装置里不停重复的含二氧化碳的液体，给蓝藻一种适宜生长繁衍的培育环境。

改装过的蓝藻，将不停分泌蔗糖等碳水化合物以及氧气。随着重复水流，这点能量物质和氧气被排到装置外收集起来，成为人类须要的食物等燃料物质。

“有了碳水化合物，就能改装别的工程菌，制造出氨基酸、维生素、燃料、药物、各式化工资料等。”王文教授进一步推荐：以人造叶片为焦点，同一时间构建一种废物料理重复体系，使废水、废气通过蓝藻料理变成可再应用的生活用水和新鲜空气，从而造成一种十足自产自足的太空生存体系。

据推荐，通过亿万年进化，地球才造成了适宜人类生存的环境。要模仿建立相似地球、如许繁杂的当然界生态体系，在小尺度上是难以维持长时间自助重复运转的。“但假如把蓝藻大幅度改装，做成人造叶片，可操作性比建立一种生态体系要简单得多”。

从严刻意义上讲，鉴于蓝藻开发的人造叶片装置非是生态体系，却是人为可控的装置，“它在未来太空探寻和太空移民初始阶段具备方便、高效的优越性。”这类应用合成生物学，以蓝藻为焦点开发的能量制造、废物料理、环境改装等多功效的人造叶片装置，关于我们国家航天科技和太空探寻范畴的进行具备重要创新意义和实质价格。

“假如将来蓝藻的产糖量可行进一步提升，人类在太空旅游只要要背着一种背包尺寸的装置，就能保持氧气和食物供给。”随着蓝藻人造叶片体系研制的日趋老练，实验室的蒿飞博士对未来充满期待。

他叮嘱记者，将来，还可行在火星外表构建大批的蓝藻人造叶片装置，改装星球外表的大度层。同一时间，应用蓝藻的微生物特性，对火星外表的土壤发展改装，再联合人造叶片装置，在星球外表开发出一片能种植农作物的制造基地，“终归，把火星改装成适宜人类生存的星球”。

来自：华夏青年报

作者：孙海华 赵媛媛

编辑：陈晨