新技術助力太空飛行生物制藥，使其具有抗輻射能力

（文章來源：博科園）

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

資深作者、倫斯勒理工學院生物科學系教員理查德·博諾科拉說：這對于長期任務的生存來說可能是至關重要的，因為補給是不可能的，在這里，我們在問：有沒有更好的方式來培養(yǎng)太空微生物？發(fā)現(xiàn)在剪切力作用下，是很可能有的。有了令人振奮的結果，該團隊希望在空間站上進行類似實驗。雖然從分子生物學的主力大腸桿菌開始，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。

這可以保護正在開發(fā)的藥物，在生產過程中免受太空無時無刻不存在的輻射。像大腸桿菌這樣的細菌需要氧氣才能生長，而讓細菌在液體生長介質中通氣的黃金標準方法是使用軌道振蕩器，這是一種水平搖晃平臺的機器，可以在平臺上存放裝有液體的容器。振蕩器依靠重力來旋轉液體內容物，液體內容物在燒瓶內起伏，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，剪切力是在兩個相互推向相反方向物體邊界上產生的力，類似于發(fā)生在構造板塊之間斷層線上的力。該儀器使用注射器來分配一滴形成氣泡的液體。氣泡的一側附著在固定環(huán)上，而另一側附著在可以旋轉的薄環(huán)上。旋轉環(huán)在氣泡表面產生剪切力，使其內容物旋轉。這臺剪切儀目前正被用來進行Hirsa的實驗，研究切應力對淀粉樣纖維的影響。

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)退行性疾病有關的蛋白質簇。在地球上，Bonocora使用了刀口粘度計，這是Hirsa團隊設計的一種儀器，其中金屬管尖端在碟子中的液體表面旋轉，類似于天基儀器中的旋轉環(huán)，以模擬剪切力。這項實驗測試了在這兩種儀器以不同的速度使用時，用刀口粘度計和軌道振蕩器充氣時細菌生長的情況。在更高速度下，通過刀口粘度計通氣的細菌，顯示出接近軌道振蕩器的生長速度。

即使在較低速度下，剪切力也比沒有機械通氣的細菌樣本產生更多生長。這是一種可行的微生物生長方式，新研究正在開啟一條新的道路，現(xiàn)在需要考慮一個更真實的環(huán)境，比如在空間站上?？茖W學院院長柯特·布雷曼表示：太空制藥是我們將人類安全送入太陽系深處努力的關鍵組成部分，這項研究是實現(xiàn)這一目標的基礎。里克和阿米爾團隊之間的成功合作，表明了我們在太空探索方面的長期聯(lián)系，也是我們自豪地在倫斯勒培育跨學科研究的‘低墻’文化許多例子之一。

（責任編輯：fqj）