互动科普

宇航员需要轻装旅行，每一升额外的补给品都会增加火箭的负担，但是仅携带必要的食物，又无法满足像美国航空航天局（NASA）的火星探测任务这样长时间星际旅行的需要。科学家正在研发创新性方法，最大限度增加飞船的存储效率，包括回收利用宇航员排出的尿液和呼出的废气。

“宇航员在太空执行任务的时间越来越长，他们产生的生活垃圾也会越来越多。那么问题来了，我们怎么处理这些垃圾呢？”美国克莱姆森大学（Clemson University）的化学工程师、合成生物学家马克·布伦纳（Mark Blenner）说。布伦纳和同事已经证明，酵母菌可以将这些垃圾转化成自身必需的营养物质，甚至还能够用垃圾合成出可用于制造工具的塑料，这当然比将垃圾带回地球要好得多。

研究人员发现，解脂耶氏酵母（Yarrowia lipolyti­ca，一种烘焙酵母的近亲）可以把人类尿液中的某种成分，作为维持自己生命的食物。同时，研究人员还种植了能将人类呼出的二氧化碳转化成富含碳元素的营养物质的藻类，酵母菌可用这些营养物质合成脂肪酸。通过将海藻和浮游植物中的一些基因整合到酵母菌的基因组中，布伦纳团队还使转基因酵母菌合成出了升级版的脂肪酸——Ω-3脂肪酸，这种物质对人类的心脏、眼睛和大脑的健康至关重要。另外，布伦纳团队还调整了解脂耶氏酵母合成脂肪酸的路径，使它们合成出了能用于太空3D打印的聚酯塑料。今年8月，研究人员在美国化学会的年会（一年召开两次）上，报道了他们的发现。

美国航空航天局先进探索系统（Advanced Exploration Systems）技术整合负责人伊腾德拉·乔希（Jitendra Joshi，未参与此项研究）说：“在这项创新性研究中，酵母菌是一种伟大的生物。”

接下来，研究人员还需要搞清楚，在低重力、高辐射的太空环境中，微生物能否依旧快速繁殖，并以同样的速率不断合成出人类需要的物质。布伦纳希望，未来，宇航员将把酵母菌作为个人专属的灵活“生产车间”。