DARPA 希望在太空中“培养”巨大的生命结构

快速阅读: 据《奇点枢纽》最新报道，科学家们发现了越来越多能在极端环境下生存的微生物，如高辐射和高温。这些微生物的基因组测序揭示了其适应机制，推动了在太空中培养和繁盛细菌的研究。美国国防高级研究计划局（DARPA）提出在微重力环境下制造大型生物物体，长度可达半公里。这需要解决如何维持细菌存活及引导其生长等问题。DARPA正征集提案，并计划在四月份研讨这一想法。

与此同时，科学家们也发现越来越多的嗜极生物——能够承受极高压力和温度或在酸性环境中生存的微生物。国际空间站外表面的细菌能够抵御极端紫外线辐射。对嗜极生物基因组的测序结果揭示了它们适应恶劣环境的遗传机制，为科学家们设计能在太空中存活并繁盛的细菌铺平了道路。因此，混合活体材料在太空中按预定结构生长的条件已经成熟。美国国防高级研究计划局（DARPA）的新愿景是在微重力环境下快速工程化制造“前所未有的大尺寸”生物物体，长度可达半公里以上，超过1640英尺。这就像制造帐篷一样。一些材料可以用作支撑整体结构的帐篷杆。其他材料，如细菌，可以生长出帐篷的墙壁、地板和屋顶，并且具备伸缩能力。平衡每种成分的数量对于材料在多种场景下工作至关重要。但太空是一个极其恶劣的环境。一个关键挑战将是弄清楚如何保持细菌存活。另一个挑战将是引导它们的生长以形成所需的最终形状。设置可能需要生物材料支架来储存和提供营养给这些生物。这些支架可以供给所谓的前沿部分，在那里快速分裂的细菌扩展材料。添加特定的化学信号——许多微生物已经用于导航的信号——可以在它们形成最终结构时引导它们到达指定位置。一些生物材料构建块听起来相当新奇。作为灵感来源，DARPA建议使用真菌丝状体、海参黏液中的蛋白质基纤维以及已被探索用于药物传递、伤口愈合和骨骼神经再生的石墨烯气凝胶。需要氧气的微生物在太空中更难存活，即使它们能够在辐射污染区、南极永冻层或极端脱水环境中生存。不需要氧气的细菌可能更容易存活。但需要额外的硬件来调节压力、温度和湿度，使它们能够在太空中茁壮成长。如果一切顺利，设计师还可以在成品结构中嵌入电子设备，以传输无线电频率或红外信号进行通信。DARPA目前正在征集提案，并计划在四月份举办一个研讨会与专家讨论这一想法。最终，他们希望这项工作能带来可以通过“生物制造和组装”，但在传统方法下难以实现的物体。

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