От Катрин Карузо

един

Не можете да получите прясна сьомга в космоса, но един ден астронавтите могат да получат жизненоважните хранителни вещества, които рибите осигуряват - чрез рециклиране на урината и издишаните си вдишвания.

Химическите инженери от университета в Клемсън са биоинженерни дрожди, за да използват човешката урина и дъх, за да произвеждат омега-3 мастни киселини, витамините, необходими на хората за здравето на сърцето, очите и мозъка, които се намират в риби като сьомга. Все още е в ранните етапи - и има някои значителни препятствия, които трябва да се изчистят - но процесът може един ден да бъде използван за едновременно рециклиране на отпадъци и поддържане на астронавтите в здрави космически мисии. Изследователите ще представят резултатите си във вторник на годишната среща на Американското химическо общество.

Марк Бленър, инженер по биомолекули в Клемсън, получи финансиране от НАСА през 2015 г. за изследванията си върху Yarrowia lipolytica, братовчед на хлебни дрожди, който е добър в производството и съхраняването на големи количества мастни киселини и липиди.

„Обичам да казвам, че са много като мен, така че ядат твърде много и искат да ги съхраняват като мазнини за по-късно“, каза Бленър.

Лабораторният плъх на НАСА: На какво може да ни научи годината на космонавта Скот Кели в космоса

Космическата агенция търсеше начини да позволи на астронавтите да прекарват повече време в космоса в далечни мисии. Бленър и неговият екип са заимствали гени от водорасли и фитопланктон, малки морски организми, които превъзхождат производството на омега-3. Те вмъкнаха тези гени в ДНК на дрождите, успешно проектирайки дрождите, за да произведат някои от по-важните омега-3 за човешкото здраве. Сега те си бъркат с маята, за да ги накарат да произвеждат по-големи и по-полезни количества омега-3.

За да изхвърлят омега-3, дрождите се нуждаят от постоянен поток от азот и въглерод, които са лесно достъпни на Земята, но трудно се намират в космическа совалка. Това принуди Бленър и колегите му да мислят по-креативно.

„Трябва да разберете, как по принцип започвате да рециклирате всички неща, които сте донесли със себе си за други нужди?“ той каза.

Техният отговор? Астронавтски отпадъци. По-конкретно, урината и въглеродният диоксид издишват при всяко вдишване. В ръкопис, изпратен за публикуване, екипът показа, че техните дрожди растат по-добре върху урея от човешка урина, отколкото при други източници на азот като амониева сол.

Осигуряването на прост източник на въглерод за дрождите се оказа по-предизвикателно, тъй като дрождите не могат да извличат въглерод директно от въглеродния диоксид. В момента Бленър и неговият екип работят с цианобактерии, фотосинтезиращи бактерии, които превръщат въглеродния диоксид в богати на въглерод захари.

Има и други критични подробности, които трябва да се разберат - Бленър и колегите му все още трябва да предскажат как ще се държат дрождите в космическата среда с ниска гравитация и висока радиация, която те ще тестват чрез възпроизвеждане на условията на космическа станция. Те също така ще трябва да направят системата достатъчно лека за изпращане в космоса и достатъчно проста за астронавтите да поправят, ако нещо се обърка.

Ако работи, системата може да промени играта за дългосрочни космически пътувания. Ако подходът може да бъде разширен отвъд омега-3, той може да предложи на астронавтите потенциален начин да произвеждат свои собствени витамини и лекарства, някои от които се разграждат бързо и не могат да се съхраняват за многогодишни мисии.

Други в областта казват, че това е интересен подход за решаване на труден проблем.

„Идеята за рециклиране на човешки отпадъци в космоса е много критична и много важна“, каза Дунминг Сие, инженер по биохимия от Университета в Масачузетс, Лоуъл, който не участва в изследването. Xie добави, че за да живеят в космоса години наред, хората трябва да измислят как да превърнат космически кораб в „малка Земя“, като създадат устойчива система със затворен цикъл.

Но Xie, който е работил по подобен процес, включващ същата мая в DuPont, също посочи, че Бленър и неговият екип трябва да отстранят някои препятствия: Те трябва да увеличат продукцията си на омега-3 и да преработят киселините, за да станат годни за консумация от човека . Дрождите също изискват кислород да расте - което може да бъде проблематично при космическа мисия, при която кислородът е ограничен.

Бленър и неговият екип работят, за да се справят с тези проблеми, докато модифицират системата, за да я направи готова за космоса.

Ако това се случи, астронавтите в бъдеще биха могли да излязат в космоса със здравословен запас от пушка за езда на дрожди.