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西工大科研团队打造蓝藻人造叶片系统 助力“流浪太空”

2019-03-16 09:50    来源:中新网    编辑:付双凤

西工大科研团队打造蓝藻人造叶片系统助力“流浪太空”

实验室的蓝藻培养体系。 西北工业大学 供图 摄  

  记者15日从西北工业大学获悉,该校生态与环境保护研究中心的合成生物学实验室,研究出可以向细胞外分泌蔗糖的蓝藻,以此为核心打造的蓝藻人造叶片系统,有望为解决人类探索太空时的生存难题提供新的思路。

  据介绍,蓝藻是能产生氧气的光合自养型微生物,具有比植物更加高效的光合作用,且生命力极强。地球富含氧气主要是蓝藻的贡献。人类利用蓝藻这些特点,在太空极端环境下把二氧化碳和水还原成人类必需的碳水化合物和氧气。

  合成生物学实验室教授王文介绍,该校实验室已初步建立了完备、成熟的各种蓝藻培养体系,成功实现了蓝藻的外源DNA转化技术,建立了蓝藻基因编辑体系,为构建蓝藻人造叶片提供了有力的技术支持。

  据介绍,实验室的研究方向,是设计蓝藻人造叶片(一种以培养蓝藻为核心的类似太阳能板的装置)。该装置保护蓝藻不受太空辐射、极限温度、极度干燥等太空环境的伤害,同时可以有效利用太空中的光照和装置里不断循环的含二氧化碳的液体,给蓝藻一个适宜生长繁衍的培养环境。

西工大科研团队。 西北工业大学 供图 摄

西工大科研团队。 西北工业大学 供图 摄

  专家表示,改造的蓝藻可以不断分泌蔗糖等碳水化合物以及氧气,这些能量物质和氧气随着循环水流被排到装置外收集起来,成为人类需要的食物等能源物质。有了碳水化合物,就可以改造别的工程菌,生产出氨基酸、维生素、能源、药物等,同时以人造叶片为核心建立一个废物处理循环系统,使废水、废气经过蓝藻处理变成可再利用的生活用水和新鲜空气,从而形成一个完全自产自足的系统。

  据介绍,基于蓝藻开发的人造叶片装置在严格意义上不是生态系统,而是人为可控的装置,在未来太空探索和太空移民初始阶段具有方便高效的优越性。这种利用合成生物学,以蓝藻为核心底盘开发的能量生产、废物处理、环境改造等多功能的人造叶片装置,对于中国航天科技和太空探索领域的发展具有重大创新意义和实际价值。

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