微生物与正确的东西？合成生命可能使火星之旅更容易

艺术家对未来月球基地的插图。合成生物可以帮助宇航员生产食物和燃料。

当为载人火星或月球任务打包时，最好带的可能不是食物或燃料，而是专门设计的可以为你创造这些东西的组织。

科学家们正在研究利用太阳系中的可用资源制造宇航员在另一个星球上生存所需物资的合成组织工程的可能性。

“就我个人而言，我对太空定居感兴趣，”位于加利福尼亚州莫菲特菲尔德的美国国家航空航天局艾姆斯研究中心的研究生John Cumbers说，他正在研究合成微生物。“我认为我们有两个选择：我们可以进入太空，住在锡罐里，也可以进入太空并在太空中重现我们在地球上的一些自然之美。”

Cumbers说，他并不主张地形改造，也不主张完全重建行星表面以模仿地球，而是建议以有计划、有控制的方式使用生物工程生物，使其在外星环境中的生活更轻松。

Cumbers告诉《天体生物学杂志》：“我认为我们可以做很多事情来提高生物学的生产力，而不必以计划外的方式释放生物体。”

“弗兰肯生活”的危险

即使有仔细的规划，这一概念也可能带来风险，因为一些专家警告说，不要创造“弗兰肯生命”，因为它可能会成为入侵物种，对人类或外星环境，包括任何本土生命，产生意想不到的后果。

然而，其他科学家建议控制恐惧。

埃姆斯大学的行星科学家克里斯·麦凯说：“我不认为这会特别危险。”他没有参与坎贝尔斯的项目。“例如，擅长矿物提取的‘嗜酸菌’并不是导致疾病的那种生物。”

而且，他说，这些合成生物不会比人类和航天器携带的正常微生物更容易污染寻找外星生命。

麦凯说：“无论如何，我们必须学会如何区分来自地球的污染和外星生命。”

让生活更轻松

为了设计一种在另一个星球上使用的生物体，研究人员希望混合和匹配多个物种所需的品质。例如，他们可能从一个可以做一些有用的事情的物种开始，比如“将材料加工成生物燃料或食物”。但这种物种可能不适合恶劣的环境，比如火星表面，那里没有大气层阻挡有害的紫外线辐射，温度可能达到寒冷的深度。

为了解决这个问题，研究人员可能想给这种生物提供来自地球上极端微生物物种的基因，这些物种适应极端环境，非常适合忍受寒冷和抵抗紫外线辐射。

科学家们在这方面已经取得了一些成功。Cumbers描述了一项实验，研究人员通过基因工程改造了一种大肠杆菌，使其在比正常温度更低的温度下存活。他们通过将海冰中发现的一种耐寒生物的伴侣基因转移到大肠杆菌细胞中来实现这一点。Acaperone是一种帮助其他蛋白质正确折叠的蛋白质。

一个可能被证明对太空探索有用的目标是制造一种合成的螺旋藻，这是一种由蓝藻产生的微小藻类制成的膳食补充剂。螺旋藻是一种完整的蛋白质，这意味着它含有人类饮食中所需的所有必需氨基酸。这使它成为执行太空任务的理想食物。

但螺旋藻通常生长在夏威夷温暖水域的开阔池塘中，因此让它适应月球上的生活是一项工程挑战。

空间包装

生物工程生物对太空旅行如此有吸引力的一个原因是，它们可以在宇航员的行李箱中打开很大的空间。太空旅行者到达目的地后能生产的物资越多，他们在航天器上所需携带的物资就越少。

坎贝尔斯说：“对于载人登月或火星任务，我们几乎必须随身携带所有东西，至少在一开始是这样。”“如果我们有了这项新技术，我们可以将生物体的完整基因组送入太空，‘并让单个细胞从它周围发现的资源而不是我们随身携带的资源中复制’，那么我们就开始解决这个问题了。”

今年4月，Cumbers在德克萨斯州联盟城举行的天体生物学科学会议上介绍了他与他的顾问Lynn Rothschild的合作。