西工大新闻网3月15日电（记者 赵媛媛）人类在走向深空的征程中，如何在太空中给宇航员提供一个稳定的、长期的生命保障系统？

西北工业大学生态与环境保护研究中心的合成生物学实验室，研究出可以向细胞外分泌蔗糖的蓝藻，以此为核心打造的蓝藻人造叶片原型系统，有望为解决人类探索太空时的生存难题提供一个崭新的思路。

蓝藻，是地球上目前已知的唯一能产生氧气的光合自养型微生物。可以利用蓝藻比植物更加高效的光合作用和极强的生命力这两大特点，在太空极端环境下把二氧化碳和水还原成人类必需的碳水化合物和氧气。

合成生物学实验室的王文教授介绍，实验室已初步建立了完备、成熟的各种蓝藻培养体系，成功实现了蓝藻的外源DNA转化技术，建立了蓝藻基因编辑体系，为构建蓝藻人造叶片提供了有力的技术支持。

蓝藻基因编辑体系

蓝藻培养体系

实验室的蒿飞博士告诉记者：“通过对蓝藻进行基因编辑，使蓝藻外源表达来自大肠杆菌的蔗糖转运酶CSCB，我们成功获得了可以将细胞生产的蔗糖自动排到细胞外的蓝藻。”实验发现，随着蓝藻的持续培养，野生型蓝藻基本没有变化，而实验组蓝藻却持续的向细胞外产出蔗糖，细胞外培养溶液里蔗糖浓度累计能达到1.1G/L以上，达到了目前国际上同类工作的最高水平，并有望进一步改造完善，大幅度提高产量。

实验室的研究方向，是设计蓝藻人造叶片（一种以培养蓝藻为核心的类似太阳能板的装置）。该装置保护蓝藻不受太空辐射、极限温度、极度干燥等太空环境的伤害，同时可以有效利用太空中的光照和装置里不断循环的含二氧化碳的液体，给蓝藻一个生长繁衍的培养环境。而改造的蓝藻可以不断分泌蔗糖等碳水化合物以及氧气，成为人类需要的食物等能源物质。有了碳水化合物，就可以改造别的工程菌，生产出氨基酸、维生素、能源、药物、各种化工材料等，同时以人造叶片为核心建立一个废物处理循环系统，使废水、废气经过蓝藻处理变成可再利用的生活用水和新鲜空气。

人造叶片工作示意图

基于蓝藻开发的人造叶片装置在严格意义上不是生态系统，而是人为可控的装置，在未来太空探索和太空移民初始阶段具有方便高效的优越性，对于我国航天科技和太空探索领域的发展具有重大创新意义和实际价值。

（图片来源：生态与环境保护研究中心）