西工大科研團隊打造藍藻人造葉片系統 助力“流浪太空”

實驗室的藍藻培養體系。　西北工業大學 供圖　攝

中新網西安3月15日電 (記者 阿琳娜)記者15日從西北工業大學獲悉，該校生態與環境保護研究中心的合成生物學實驗室，研究出可以向細胞外分泌蔗糖的藍藻，以此為核心打造的藍藻人造葉片系統，有望為解決人類探索太空時的生存難題提供新的思路。

據介紹，藍藻是能產生氧氣的光合自養型微生物，具有比植物更加高效的光合作用，且生命力極強。地球富含氧氣主要是藍藻的貢獻。人類利用藍藻這些特點，在太空極端環境下把二氧化碳和水還原成人類必需的碳水化合物和氧氣。

合成生物學實驗室教授王文介紹，該校實驗室已初步建立了完備、成熟的各種藍藻培養體系，成功實現了藍藻的外源DNA轉化技術，建立了藍藻基因編輯體系，為構建藍藻人造葉片提供了有力的技術支持。

據介紹，實驗室的研究方向，是設計藍藻人造葉片(一種以培養藍藻為核心的類似太陽能板的裝置)。該裝置保護藍藻不受太空異塵餘生、極限溫度、極度乾燥等太空環境的傷害，同時可以有效利用太空中的光照和裝置裡不斷循環的含二氧化碳的液體，給藍藻一個適宜生長繁衍的培養環境。

西工大科研團隊。　西北工業大學 供圖 攝

專家表示，改造的藍藻可以不斷分泌蔗糖等碳水化合物以及氧氣，這些能量物質和氧氣隨著循環水流被排到裝置外收集起來，成為人類需要的食物等能源物質。有了碳水化合物，就可以改造別的工程菌，生產出氨基酸、維生素、能源、藥物等，同時以人造葉片為核心建立一個廢物處理循環系統，使廢水、廢氣經過藍藻處理變成可再利用的生活用水和新鮮空氣，從而形成一個完全自產自足的系統。

據介紹，基於藍藻開發的人造葉片裝置在嚴格意義上不是生態系統，而是人為可控的裝置，在未來太空探索和太空移民初始階段具有方便高效的優越性。這種利用合成生物學，以藍藻為核心底盤開發的能量生產、廢物處理、環境改造等多功能的人造葉片裝置，對於中國航天科技和太空探索領域的發展具有重大創新意義和實際價值。(完)