太空可以培育出新生物?大腸桿菌竟然可以抵抗輻射,空間站新科技

2020-07-15 科技蝦說

目前,在國際空間站開展的科研實驗中,科學家們使用改造的特殊儀器成功培育了大腸桿菌,該菌可以抵禦太空失重缺氧環境,尤其是在高輻射的條件下也能生長,對人類研究生物細胞機理提供了新材料。

大腸桿菌與人類的生活比較密切,大量存在於人和動物體的腸道內,在顯微鏡下觀察多呈現出棒狀或者杆狀結構,因此得名大腸桿菌,屬於正常的寄生菌群。

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大腸桿菌

由於大腸桿菌種類繁多,有些種類對人體和動物有害,在自來水等公共衛生檢測中,一定要控制大腸桿菌的數量防止過量,儘管如此,大腸桿菌卻一直是生物科技領域的當之無愧的科研好助手,由於分離容易再加上體外容易培養,大腸桿菌經常被用來做生物學實驗,而分子克隆技術,蛋白質表達等,很大一部分都是用大腸桿菌作為培養載體的。所以獲得穩定的,有特殊功能的大腸桿菌種屬對於開發生物學新技術至關重要。

我們知道,太空環境是極其嚴苛的,缺氧寒冷,再加上沒有大氣層的保護,輻射特別強烈,動物在強輻射條件下其體內DNA遺傳物質極易突變,所以之前太空科學實驗就選擇送一些實驗動物,或者植物上天,在太空的暴露下研究其DNA的穩定性。比如我們常見的太空椒,個體大產量又高,就是通過太空環境突變培育出的新品種。

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國際空間站

但是對於微生物的培養,一直是個難題,因為即使對最簡單的大腸桿菌,由於要在氧氣充足重力條件吻合的培養液裡才能生長,而太空環境不能滿足這些條件,於是此次科學家通過改造模擬,在新的實驗條件下使用剪切力來模擬重力環境,使得大腸桿菌成功傳代。

而且更重要的是,大腸桿菌在該條件下能夠正常生長,就意味著必須克服高輻射的條件,所以能順利生長的微生物,都是基因突變具有抗輻射能力的。

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分子生物學實驗

根據報導,實驗人員設計了能夠相互反方向運動從而產生剪切力的儀器,這就使得大腸幹桿菌供應能量的液體也能夠在氣泡裡旋轉,旋轉供應能量和氧氣對於微生物的正常生長至關重要,當然這在地球的環境下是很容易實現的,直接將液體倒入燒杯,在搖床裡旋轉就可以,但是太空中的失重環境無法搖起來。

研究人員對這種新培育的微生物懷有極大的興趣,因為目前生物科技的發展要突破瓶頸,就必須依靠更先進的技術革新,來創造新的生物技術被人類所利用,但是生物科技所需要的條件嚴苛,地球環境是無法滿足,而新微生物的培養,將有可能應用在後續的分子生物學,神經科學等科技開發方面,為人類的健康提供更好的科學依據。

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基因DNA

當然,該研究還處於早期階段,相信未來的一段時間,隨著人類對太空環境的深入了解,一大批利用太空環境開發的新技術會迅速落地,融入我們的日常生活,來提高生活質量,是不是很期待呢。

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  • 拉肚子都怪大腸桿菌?其實你錯怪它了!
    圖片:Michael R Francisco / flickr在電子顯微鏡下,大腸桿菌是一個個渾身長滿菌毛(pili)的毛球球,這些菌毛能幫助細菌吸附在宿主細胞或其他物體表面,兼具在細菌間互相傳遞DNA的功能。有些大腸桿菌菌株還長有可以揮動的鞭毛,這樣的菌株在培養基質中可以自由移動。
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