遇见/摘要
太空探索在拓展我们对宇宙的理解方面发挥着关键作用。人类在探索宇宙的过程中催生了大量的创新机会，由此深刻改变了我们的世界。然而，太空探索是一项资本密集型的活动，投入产出比极低。此外，人类目前能涉足的太空探索的深度和广度受到极大的限制。其中一个最主要的原因就是当下太空探索活动严重依赖地球的补给，使得探索成本异常高昂，无法持续。生物制造有望实现太空探索的自给自足和可持续发展，大大增强了人类在外星环境中长期生存的可行性。然而，传统的生物制造过程也需要依赖于地球原料的补给，使其无法成为一种理想的解决方案。
为了解决上述问题，美国圣路易斯华盛顿大学能源、环境和化学工程系的刁进进博士领导的科研小组近日在《Nature Communications》杂志上发表了题为“Developing an alternative medium for in-space biomanufacturing”的研究论文，为远距离、长时间太空探索的可持续性提供了新的解决方案。
遇见/内容
在该研究中，作者开发了一种可替代原料驱动的原位生物制造工艺（alternative feedstock-driven in-situbiomanufacturing：AF-ISM），即以塑料废物、宇航员排泄物和外星球土壤作为微生物发酵的的原料，利用生物制造来为探索任务提供食品及其他消耗品。作者采用前期开发的一株能利用PET塑料水解产物合成番茄红素的红球菌Rhodococcus jostii PET strain S6（以下简称 RPET S6）作为测试的微生物平台。作者发现RPET S6菌株可以直接利用添加到培养基中的来自月球或火星土壤来为细胞增殖提供微量元素。为了给微生物生长提供氮和磷元素，作者测试了厌氧预处理的排泄物。研究表明，稀释后的排泄物厌氧处理液可以显著促进RPET S6菌株的细胞生长。此外，作者还发现同时添加外星球土壤和排泄物厌氧处理液对微生物的细胞生长有协同促进作用。最后，作者在模拟微重力条件下，使用完全替代培养基（其中营养成分全部被替代原料取代）驱动RPET S6进行番茄红素的生物合成。结果表明，RPET S6在AF-ISM工艺中合成的番茄红素几乎与其在地球环境下的产量相当，进而验证了AF-ISM工艺可以实现在太空利用可替代原料持续生产各类化学品的能力。此外，作者还进行了技术经济（TEA）分析，发现与传统方法相比，AF-ISM工艺的生产成本极显著降低。
总体而言，这项研究凸显了AF-ISM作为一种新兴技术在摆脱太空探索对地球补给依赖的巨大应用潜力。此外，该工艺可以与其他太空技术相结合来开发能长期自给自足的生命支持系统，这对于在月球和火星上建立定居点以及实现未来的深空探索至关重要。
遇见/叨叨123
刁进进博士将于2025年2月加入广东以色列理工学院化学工程系组建“微生物合成生物学与可持续生物制造”研究团队。课题组拟招聘2名全奖的博士研究生从事非模式微生物合成生物学及代谢工程方向的研究（同时，课题组也欢迎感兴趣的同学申请硕士研究生项目和科研助理职位）。团队将购置一系列先进的设备搭建一流的工作平台，并充分利用校内的资源，为多学科交叉研究提供全面支持。团队将致力于从微生物代谢规律的基础科学研究到应用技术开发的探索，帮助实验室中每一位成员的个人和职业发展。
申请人需具有较强烈的科学好奇心及工作责任心，并能胜任跨学科领域中的研究工作。申请人需已获得或将于2025年获得科学或工程学科相关的硕士学位，已发表过SCI论文的申请人将具备显著优势。申请人需具备较强的英文写作及口语交流能力。
感兴趣的申请人可以将个人简历发送至邮箱：j.diao35@gmail.com，邮件主题：姓名+博士研究生申请。
遇见/致谢
1. 利用聚对苯二甲酸乙二醇酯的生物转化建立合成高附加值产品的微生物供应链
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3. 中国海洋大学李德海/张玉忠组合作NC | 一种含咪唑基团二酮哌嗪多功能芳香异戊烯基转移酶的表征和结构分析
4. 中国药大董廖斌组/复旦李付琸组Angew | 微生物工程高产drimane型手性砌块助力杂萜天然产物高效合成
5. 刘天罡/陶慧/王慧君合作OL｜解析刺糖多孢菌中Spinactins的δ-内酰胺形成和去铁活性
本期参考文献：
遇见生物合成
合成生物学/天然产物生物合成
姊妹号“生物合成文献速递”
