新技術(shù)助力太空飛行生物制藥，使其具有抗輻射能力

（文章來(lái)源：博科園）

目前國(guó)際空間站上的一臺(tái)儀器可以在太空中培養(yǎng)大腸桿菌，為長(zhǎng)期太空飛行期間生物制造藥物開(kāi)辟了一條新道路，發(fā)表在《npj Microgravity》期刊上的一項(xiàng)研究，使用了空間站儀器的地面模擬器來(lái)培養(yǎng)大腸桿菌，證明了可以通過(guò)比現(xiàn)有替代品更適合太空旅行的方法來(lái)培育大腸桿菌。如果能讓微生物在太空中生長(zhǎng)良好，宇航員就可以用它們按需制造藥物。

資深作者、倫斯勒理工學(xué)院生物科學(xué)系教員理查德·博諾科拉說(shuō)：這對(duì)于長(zhǎng)期任務(wù)的生存來(lái)說(shuō)可能是至關(guān)重要的，因?yàn)檠a(bǔ)給是不可能的，在這里，我們?cè)趩?wèn)：有沒(méi)有更好的方式來(lái)培養(yǎng)太空微生物？發(fā)現(xiàn)在剪切力作用下，是很可能有的。有了令人振奮的結(jié)果，該團(tuán)隊(duì)希望在空間站上進(jìn)行類(lèi)似實(shí)驗(yàn)。雖然從分子生物學(xué)的主力大腸桿菌開(kāi)始，但研究小組希望最終能使用該儀器培養(yǎng)具有抗輻射能力的微生物。

這可以保護(hù)正在開(kāi)發(fā)的藥物，在生產(chǎn)過(guò)程中免受太空無(wú)時(shí)無(wú)刻不存在的輻射。像大腸桿菌這樣的細(xì)菌需要氧氣才能生長(zhǎng)，而讓細(xì)菌在液體生長(zhǎng)介質(zhì)中通氣的黃金標(biāo)準(zhǔn)方法是使用軌道振蕩器，這是一種水平搖晃平臺(tái)的機(jī)器，可以在平臺(tái)上存放裝有液體的容器。振蕩器依靠重力來(lái)旋轉(zhuǎn)液體內(nèi)容物，液體內(nèi)容物在燒瓶?jī)?nèi)起伏，將氧氣與液體混合，例如2019年7月送往空間站的儀器就做得更好。

受倫斯勒教授阿米爾·赫薩(Amir Hirsa)研究的啟發(fā)，NASA建造的儀器使用剪切力，剪切力是在兩個(gè)相互推向相反方向物體邊界上產(chǎn)生的力，類(lèi)似于發(fā)生在構(gòu)造板塊之間斷層線上的力。該儀器使用注射器來(lái)分配一滴形成氣泡的液體。氣泡的一側(cè)附著在固定環(huán)上，而另一側(cè)附著在可以旋轉(zhuǎn)的薄環(huán)上。旋轉(zhuǎn)環(huán)在氣泡表面產(chǎn)生剪切力，使其內(nèi)容物旋轉(zhuǎn)。這臺(tái)剪切儀目前正被用來(lái)進(jìn)行Hirsa的實(shí)驗(yàn)，研究切應(yīng)力對(duì)淀粉樣纖維的影響。

淀粉樣纖維是與糖尿病、阿爾茨海默氏癥和帕金森氏癥等神經(jīng)退行性疾病有關(guān)的蛋白質(zhì)簇。在地球上，Bonocora使用了刀口粘度計(jì)，這是Hirsa團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的一種儀器，其中金屬管尖端在碟子中的液體表面旋轉(zhuǎn)，類(lèi)似于天基儀器中的旋轉(zhuǎn)環(huán)，以模擬剪切力。這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試了在這兩種儀器以不同的速度使用時(shí)，用刀口粘度計(jì)和軌道振蕩器充氣時(shí)細(xì)菌生長(zhǎng)的情況。在更高速度下，通過(guò)刀口粘度計(jì)通氣的細(xì)菌，顯示出接近軌道振蕩器的生長(zhǎng)速度。

即使在較低速度下，剪切力也比沒(méi)有機(jī)械通氣的細(xì)菌樣本產(chǎn)生更多生長(zhǎng)。這是一種可行的微生物生長(zhǎng)方式，新研究正在開(kāi)啟一條新的道路，現(xiàn)在需要考慮一個(gè)更真實(shí)的環(huán)境，比如在空間站上?？茖W(xué)學(xué)院院長(zhǎng)柯特·布雷曼表示：太空制藥是我們將人類(lèi)安全送入太陽(yáng)系深處努力的關(guān)鍵組成部分，這項(xiàng)研究是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的基礎(chǔ)。里克和阿米爾團(tuán)隊(duì)之間的成功合作，表明了我們?cè)谔仗剿鞣矫娴拈L(zhǎng)期聯(lián)系，也是我們自豪地在倫斯勒培育跨學(xué)科研究的‘低墻’文化許多例子之一。

（責(zé)任編輯：fqj）