בעוד האנושות דוחפת את גבולות חקר החלל, החל מחזרה לירח תחת ארטמיס לתכנן משימות מאוישות למאדים ומעבר לכך, הצורך במערכות תמיכה עצמית של החיים הופך קריטי.הדבקות המסורתית מכדור הארץ היא יקרה ומגבילה את משך המשימה. אורגניזמים סינתטיים - צורות חיים שהונדסו ברמה הגנטית לביצוע פונקציות ספציפיות - גישה טרנספורמטיבית של מכונות סינתטיות אלה יכולות לייצר חמצן, לייצר מחדש, לייצר מזון, ואפילו לרת מזון עמוק, לרתום, לצורות חיים, ולצמצם את החומרים המשתנים, תוך כדי הפעלת תשתיות אנרגיה, תוך כדי הפעלת כוח חיים, תוך כדי הפעלתן, תוך כדי הפעלתן, תוך כדי הפעלתן, תוך כדי הפעלתן, תוך כדי הפעלתן, תוך כדי הפעלתן, תוך כדי הפעלתן של אנרגיה ביולוגית, על מנת לצמצום של תשתיות אנרגיה, על מנת לצמצום של אנרגיה, על מנת לצמצום של אנרגיה, על מנת לצמצום של אנרגיה, על מנת להפעיל את התשתית הביולוגית, על מנת לבצע פונקציות ספציפיות, על מנת לבצע פונקציות ספציפיות, על מנת לבצע פונקציות ספציפיות, על מנת לבצע פונקציות ספציפיות, על מנת לבצע פונקציות ספציפיות, על מנת לבצע פונקציות ספציפיות, על מנת לבצע פונקציות ספציפיות, על ידי הפעלתן, על ידי הפעלתן, על ידי הפעלתן, על ידי הפעלתן, על מנת

מה הם אורגניזמים סינתטיים?

אורגניזמים סינתטיים הם צורות חיים שנוצרו או משונים באמצעות הנדסה גנטית וביולוגיה סינתטית לביצוע משימות שנקבעו מראש.בניגוד למין שהתפתח באופן טבעי, אורגניזמים אלה מעוצבים מהבסיס – או נכתבים מחדש באופן נרחב – כדי לשרת מטרות אנושיות.התהליך כרוך לעתים קרובות תוך שילוב מעגלים גנטיים חדשים חדשים, שילוב גנים ממינים לא קשורים, או אפילו בניית גנום מלאכותי לחלוטין.

דוגמאות נפוצות כוללות חיידקים מהונדסים המייצרים דלקים ביולוגיים, שמרים על כך שסינת תרופות, והאצה המפרשת תרכובות יקרות ערך. בהקשר של חלל, החוקרים מתמקדים במיקרובים חזקים, צומחים במהירות שיכולים לתפקד במיקרו-גרביטציה, קרינה גבוהה ומשאבים מוגבלים.אורגניזמים סינתטיים אלה אינם נועדו להחליף מערכות מכניות אלא כדי להשלים אותן, להציע יכולות רגנרטיביות, עצמיות שאינן יכולות להתאים לחומרה.

(ב) ⁇ (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

  • (הופנה מהדף ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) על ה[[המאה ה-1]], [[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]
  • (FLT:0) השגת: ⁇ FLT:1) אמצעי בטיחות ביולוגיים מונעים התפשטות או אינטראקציה לא רצויה עם מערכות אקולוגיות ילידיות (על פני כדור הארץ או כוכבי לכת אחרים).
  • (FLT:0) יעילות: 1FLT:1 מסלולים מטאבוליים הם אופטימיזציה לשימוש קלטים מינימליים (אור, חומרים מזינים) וליצור פלטים מקסימליים.

לדוגמה, החיידק (FLT:0)Synechococcus elongatusFua1LT 1 הונדס לייצר גרגר פחמן דו חמצני ואור - מזון פוטנציאלי הזנה בחלל באופן דומה, (FLT:2E. coliveFLT 3: 3 זנים הוחלפו כדי לתקן חנקן או לפרק את תאוז, להפוך פסולת לתרכובות שימושיות.

יישומים ב-Space Exploration

אורגניזמים סינתטיים יכולים להתמודד עם כמה האתגרים הדוחקים ביותר של נסיעות חלל: תמיכה בחיים, ניצול משאבים, בריאות ובניה. להלן הם אזורי יישום מרכזיים, כל אחד עם מחקר נוכחי ואפקטים פוטנציאליים.

ייצור חמצן וניהול אטמוספרי

חילוף החומרים האנושי צורכת חמצן ומייצר מערכות פחמן דו-חמצני. מכניות כמו הדור החמצן של תחנת החלל הבינלאומית אלקטרוליזה לייצר חמצן, אבל זה דורש כוח משמעותי ואווירה אטומית אורגניזמים סינתטיים - כגון אצות מונדס או cyanobacteria - יכול להמיר את CO2 חזרה לתוך חמצן באמצעות אנרגיה קלה, ביעילות יצירת מערכת שחזור אוויר סגורה.

נאס"א (FLT:0)Space Synthetic Biology Biology ביולוגיהFharve 1) תוכנית מממנת פרויקטים לחקור את השימוש של FLT:2Chlamydomonas rehardtiiFLT 3 אצות לדור חמצן.במיקרו-כבידה, אצות אלה חייב להיות גדל בפוטוקטינים המספקים אור ושילוב של ניסויים אחרונים ISS (למשל, את ה-ISS) באופן קבוע, ניתן לשלב את הסימולציות בגודל של מחזור חשמליות, אשר ניתן לשלב את ה- 2, עם סימולציה, אשר ניתן לשלב את הסימולציות, כולל, אשר ניתן לחיקוי, אשר ניתן לשלב את ה- 2, אשר ניתן לשלב את ה-ISS) עם מחזור שלם, אשר ניתן לשלב את ה- 2, אשר ניתן לשלב את ה- 2, אשר ניתן לשלב את ה-ISS, עם מחזור הדם, כלומר, עם סימולציה, עם מחזור הדם, אשר ניתן לשלב את ה-מחדש, עם מחזור הדם, אשר ניתן לשלב את ה-ידי סימולציה, אשר ניתן לשלב את ה-ידי סימולציה, אשר ניתן לחיקוי, אשר ניתן לשלב את ה-ידי סימולציה, אשר ניתן לשלב את ה- 2, אשר ניתן לשלב את ה-ידי סימולציה,

(FLT:0) Advantages: FLT:1 מיוצר בביולוגיה חמצן דורש רק אור (או תאורה חשמלית) וכמות קטנה של חומרים מזינים.האורגניזמים הם לוכדים את עצמם, צמצום הצורך בחלקים בודדים.הם גם להסיר CO2 ומייצרים ביומסה פוטנציאלית למזון.

בזבזני החלמה והחלמה תזונתית

פסולת אנושית (אורין, צואה, פיסות מזון) מכילה חומרים מזינים יקרי ערך -nitrogen, זרחן, אשלגן ופחמן אורגני. בסביבה סגורה, אלה חייבים להיות ממוחזרים כדי להימנע מצטברות ולתמוך בצמיחה צמחית או ייצור מזון ישיר.מערכות מכניות כמו אסיפת תהליכים Urine קיימים על ISS, אבל הם מייצרים פסולת חדה ודורשים אנרגיה גבוהה.

(הופנה מהדף [[1924]]]] ו[[1924]]]]]] ו[[1924]]]]]] [[1924]]]]]] ו[[1924]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]] ו[[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] ו[[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]] [[[[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[[[1924]]]] [[[[[[1924]]]]]] [[[[1924]]]]]]]] [[[[1924]]]]]] [[[[1924]]]]]] [[[[[[1924]]]]]] [[[[[[1924]]]]]] [[[[[[[[[[1924

(FLT:0) גישה מבטיחה אחרת:FLT:1 ין שונה גנטית שיכול להמיר שתן אנושי לשומנים בעלי ערך גבוה עבור ביופלסטים או דלק ביולוגי.זה הופך זרם פסולת לתוך משאב, צמצום מסה חוזרת.

דור המזון והתזונה על-ידי

מזון טרי גדל בחלל מפחית את הצורך ארוחות ארוזות ומשפר את אנשי הצוות המורל. צמחים כמו סלקציה ורדיושבאס גדלו על ISS, אבל הם דורשים תת-קרקעי, מים, מחזורי צמיחה ארוכים. ⁇ סינתטיים יכולים לייצר ביומסה בלתי-אכילה בימים, מתן מקור מזון מהיר יותר, נשלט יותר.

חוקרים במרכז החלל הגרמני (DLR) פיתחו "נקניק חלל" שנעשה מחלבון פטרייתי (mycoprotein) המיוצר על ידי הנדסהFLT:2Fusarium venenatumFLT 3: 3 הופך פחמימות לתוך ביומסה עשירה של חלבונים, אשר יכול לייצר טעם ומרקם למזון, בדומה ל- 4.

ייצור המזון המהיר (FLT:0Microbial Food) מציע מספר יתרונות: ההרחבה של ה-FLT:1

  • צמיחה מהירה – בימים ולא חודשים.
  • תכולת חלבון גבוהה (עד 70% מהמשקל היבש).
  • ניתן לייצר ביולוגי נוזלי הדורש פחות שטח מאשר חוות הידרופוניות.
  • מוצרים פסולת (CO2, שתן) יכולים לשמש קלטות.

עבור משימות ארוכות של ייצור, תערובת של צמחי ומערכות מזון מיקרוביאלי ככל הנראה ישמש, עם אורגניזמים סינתטיים המספקים את עמוד השדרה עבור מחזור תזונתי וזריקת ביומסה מהירה.

Bio-Mining ו- משאבים Utilization

ניצול משאבים חלופי (ISRU) כולל תמצית מים, מינרלים ומתכות מסביבות מחוץ לכדור הארץ (Moon, Mars, אסטרואידים) שיטות מסורתיות מסתמכות על מכונות כבדות ותהליכים כימיים. אורגניזמים סינתטיים - במיוחד חיידקים אקספרופילטיים - יכולים לבצע ביו-שינג: באמצעות תהליכים מטבוליים כדי לפזר ולרכז מתכות מ ⁇ .

נאס"א חקרה את ה-FLT:0 (Acidithiobacillus ferrooxidanssph1), חיידק המחמצן ברזל וסולפור, על מנת להפיק מתכות מפוליו הקרקע מאדים, זנים מהונדסים גנטית יכולים להיות מונדסים כדי לסבול רמות קרינה גבוהות יותר ו pH נמוך יותר, מה שהופך אותם יעילים לעיבוד regolith לתוך חומרי בנייה או חיים;

Bio-Construction and Self-Healing Materials

בניית בתי גידול על הירח או מאדים דורשת עומסי תשלום מסיביים.אורגניזמים סינתטיים יכולים לייצר חומרי בנייה באתר.לדוגמה, חיידקים מהונדסים כי מזהמים סידן פחמן (הכנסה) יכולים להפוך את הregolith רופפת ללבנים מוצקות.מחקר מ-FLT:0Astrobiology InstituteFLT:1 הראה כי FLT2: ספירלה 2 סינתטית: 3Fárosarcina ⁇ יכול לייעל את ה-Afrefremed ל-Afrefrefremed ל-D.

כמו כן, חומרי הישרה עצמית המכילים חיידקים החותם סדקים (למשל, על ידי הפקת קלקיט) יכולים להאריך את חיי החללית ובתי הגידול.זה מקטין את הצורך בחלקים חסונים ותיקון ידני.

שיקולים עבור החלל

עיצוב אורגניזם סינתטי שפועל באופן אמין בחלל הוא הרבה יותר מאתגר מאשר יצירת אחד עבור כדור הארץ.הסביבה מטילה מגבלות ייחודיות שיש לטפל בהן בכל רמה - החל מעיצוב גנטי להנדסת ביולוגי.

מיקרוגרפי ופלויד דינאמי

במיקרו-גרביטציה, נוזלים מתנהגים אחרת: לא משקעים, אין זרמים של הדבקה, וממשקים נוזליים גז הם בלתי יציבים.זה משפיע על האופן שבו תאים מקבלים חומרים מזינים, החלפת גזים, ויוצרים מושבות.חיידקים רבים ארציים מסתמכים על התיישבות המונעת על פני השטח; במסלול, הם צפים בחופשיות, אשר יכולים לשנות חילוף החומרים ומבנה הביו-סרטים.

(ב) [ה]] [ה]] [ה]] [ה]] [ה]]] [ההה[[המאה ה-1]], ה[[ה[[המאה ה-20]],]]]]], [[המאה ה-20]],]],]] ו[[המאה ה-20]], [[המאה ה-20]],]], [[ה[[המאה ה-20]],]],]],]],]], [[ה[[ה[[המאה ה[[המאה ה[[המאה ה[[המאה ה[[המאה ה[[המאה ה-20]]]]]],]],]],]],]],]],]],]],]],]],]],]],]],]],]],]],]],]],]],]], [[1924]], [[1924]],]],]], [[1924]],]],]], [[ה[[1924]], [[ה[[1924]]]], [[1924]],]],]], [[1924]], [[1924]], [[1924]], [[ה[[1924]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924

קרינה סובלנות

מעבר למסלול כדור הארץ הנמוך, קרינת קוסמית גלקטית ואירועי חלקיקים סולאריים מהווים סיכון משמעותי לתאי חיים.התעלמת נזקי קרינה בדנ"א, מה שגורם למוטציות שיכולות להרוס תכונות מונדסות או להרוג את האורגניזם.ביולוגים הסינתטיים חייבים לשלב מנגנוני הגנה מפני קרינה, כגון:

  • (FLT:0) ביטוי של אנזים לתיקון דנ"א: FIRLT:1) Overexpressing RecA, UvrA, או חלבונים אחרים לתיקון יכול להגדיל את ההישרדות.
  • (ב) [ה]] [ה][דרוש מקור]] [ה]] [ה]]] [ה']'[ה']'[ה']'[ב]']'[ה']'[ה']'[ה']'[ה']'[ה']''''''''''']'''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''
  • (FLT:0Engineering anoxia:FLT:1) כמה נזקי קרינה מופרשים על ידי מינים חמצן תגובתיים; אורגניזמים שגדלים ללא חמצן מושפעים פחות.
  • (FLT:0) מעגלים אדומים וסינטטיים: FIRLT:1 עותקים מרובים של גנים קריטיים או שערי לוגיקה אשר מעוררים תיקונים על קרינת קרינה.

מסד הנתונים של נאס"א:0; NASAA GeneLabveofFLT:1 מספק נתונים omics מניסויים בטיסות חלל, עוזר לחוקרים לזהות גנים שמעניקים עמידות לקרינה במיקרו-גרביטציה.ידע זה משמש לתכנון אורגניזמים סינתטיים ששרדו ותפקוד על נסיעות מרובות שנים למאדים.

מכיל ו- Bioludement

כל אורגניזם סינתטי ששוחרר לסביבה - בין אם על הירח, מאדים או בבקתה חללית - מניח סיכונים של זיהום (זיהום מוקדם) והשפעות אקולוגיות בלתי מאוישות על פני כדור הארץ, יש צורך במכשולים פיזיים (סמוכי ביולוגיים סגורים) ואמצעי הגנה גנטיים.

(ב) ,0) אסטרטגיות של יבול:

  • (FLT:0)Auxotrophy: FLT:1 Engineeringאורגניזמים כדי לדרוש תזונה סינתטית (למשל, חומצת אמינו לא טבעית) שאינה זמינה בטבע.
  • (ב) מתגי הרוג: אנדרט 1 (Synthetic Circles) אשר מעוררים מוות תאים בתגובה לאות מסוים (למשל, אובדן של גורם כימי, שינוי טמפרטורה או סף קרינה).
  • (ב) [15] ,9) , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (FLT:0) מכילות פיזיולוגיות: 1FLT:1 , bioreactors עם חיישנים לחץ, מסננים HEPA ו sterilization פסולת (למשל, באמצעות חום או UV).

להגנה על פלנטרית, ההנחיות של ה-FLT:0 (Committee on Space Research (COSPAR)BuildFLT:1 דורשות שכל חומר ביולוגי שנשלח למאדים חייב להיות סטרילי או כלול כדי למנוע חיובי כוזב עבור גילוי חיים. אורגניזמים סינתטיים המשמשים על מאדים יצטרכו לעמוד בסטנדרטים אלה, אולי על ידי להיות מלא עצמי בתוך לוגי שאינו קשור לעולם לסביבה.

יכולת גנטית לאורך זמן

במשך דורות רבים – במיוחד בנוכחות קרינה – גנים מהונדסים יכולים להסתער או להיאבד.זה יכול להוביל לאובדן תפקוד או גרוע יותר, התמוטטות של מעגלי בטיחות.

  • (ב) אינטגרציה:0 (Chromosomalאינטגרציה:FLT:1) אמברגו גנים סינתטיים לתוך הגנום המארח (במקום על plasmids) מפחית את אובדן.
  • (ב) רצף של רצף וזיבוט מכוון: אנדרט 1 מונע ריבאונד.
  • (ב) ,0) גנום קודקוד: FLT:1 , יצירת "תא מינימלי" עם גנים חיוניים בלבד, צמצום הסיכוי למוטציות המשפיעות על מסלולים מהונדסים.
  • (ב) ⁇ :0) , חיישנים של ההרחבה: ⁇ 1 (החלים) אשר מזהים ירידה בייצור וגורמים למערכת גיבוי או להרוג את התא.

העבודה של המכון J. Craig Venter על הגנום המינימיאלי (IRLT:0) Mycoplasma MycoidesFLT 1 JCVI-syn3.0) מספקת בסיס לבניית אורגניזמים סינתטיים יציבים עם הגנים הדרושים לחיים, מה שמשאיר מקום לפונקציות מונדסות.

יעילות ושילוב מערכת

כל דקדוק שנשלח לחלל הוא יקר.אורגניזמים סינתטיים חייבים לפעול עם מים מינימליים, אנרגיה, ואלמנטים תזונתיים.

  • (ב) ⁇ (ב"ד): "האור הוא מקור אנרגיה (אור על פני הירח / מארטיאן, LED בבתי גידול).
  • (ב) ,0) ,Autotrophy: 1FLT 1 תיקון פחמן מ- CO2 ולא דורש הזנות אורגניות.
  • (FLT:0) ניטרוגן תיקון: 1FLT:1hiling חנקן אטמוספירי (אטמוספירה של מאדים היא 95% CO2 אבל מכיל גם כמויות קטנות של חנקן) או מחזור אמוניה בשתן.
  • (FLT:0) מיטאבולי הנדסה: 1FLT:1חיסול מסלולים בזבזניים, ייצור ATP, והכוונת פחמן פלוקס לעבר מוצרים הרצויים.

כל מערכת התמיכה בחיים - אוויר, מים, מזון, פסולת - יש לשלב. אורגניזם סינתטי המיועד לייצור חמצן עשוי גם לייצר מוצרים יקרי ערך על ידי מוצרים (למשל, ליפופים לדלק ביולוגי, חלבונים להזנת דגים).

מחקרים ומחקרי מקרים

כמה סוכנויות חלל ומוסדות מחקר מפתחים אורגניזמים סינתטיים בחלל.

פרויקט הביולוגיה הסינתטית של נאס"א

תחת ה-FLT:0 ,Space Technology Missionateate in Deep Space, נאס"א מממנת מחקר על "Bio-sentinel" (בולטיקט שילמד גידול עמוק בחלל) ו"Bioטכנולוגיה לדור הבא" הם גם תמכו ביצירתו של קרינת מיקרו-אפואנטית:2Standard של רישום ביולוגיה סינתטית Partsalsalsal Evolutions 3 עבור "Digital" 1Digital 5Digital" (IST) , כלומר, כלומר, לאחר התפתחות ביולוגית חשובה יותר:

תוכנית MELiSSA

(ה- Micro-Ecological Life Support System Alternative (MELiSSA) הוא פרויקט ארוך טווח של סוכנות החלל האירופית ליצירת מערכת תמיכה סגורה בחיים באמצעות מיקרו-אורגניזמים וצמחים גבוהים יותר.הוא מורכב מחמישה תאים כולל a thermophilic anaerobic tarlizer (עבור התמוטטות פסולת), כור ניטטור, ייצור photobiactor עם LTFura באופן יעיל יותר: סגסוגת מיקרו-RIOFer (R) חנקן (RVal) הוא מנוע דינמי (RVal) ו-Rrutic).

הניסויים "PowerCell" ו-"Bio-Mining" ב-ISS

ניסויים בתחנת החלל הבינלאומית בחנו ביולוגיה סינתטית במיקרו-גרביטציה אמיתית (לדוגמה, ה-FLT:0PowerCellcioFLT:1 ניסוי (על ידי המרכז האווירי הגרמני) השתמש ב-GateFLT:2Bacillus subtilisFLT 3:0 כדי לייצר מקור כוח מבוסס מימן, ניסוי נוסף, FLT:4Bio-MiLT על ISSparts: 5) לניסויים נדירים של IFIX, כדי לספק את ההשפעות של חומר למניעת מוטציות ו-IFX, כדי לספק את ההשפעות הנדירות של חומר כימי, על מנת לספק את מקורות כוח האדם על בסיס מוטציות ו-ILTX מחוץ ל-ILTX, כדי לספק את ההשפעות של פיתוח חומרים מ-ILTX, כדי לספק את ההשפעות של חומר מ-ILTX, על מנת למנוע את ההשפעות של חומר מטבוליות של כוח אדם על בסיס מימן, על בסיס מימן, כדי לספק את מספר ניסויים ב-ILTX, על בסיס מוטציות ו-ILTX, על בסיס מוטציות נדיר של חומר מטבוליות, כדי לספק את מספר ניסויים בניסויי של פיתוח של ILT 7.

"טכנולוגיות ביולוגיות" של DARPA לחלל

הסוכנות לפרויקטי מחקר מתקדמים (DARPA) השקיעה בביולוגיה סינתטית עבור יישומים צבאיים ומרחביים.התוכנית שלהם (FLT:0) ,Lving FoundriesssveFLT:1 שואפת ליצור פלטפורמה מהירה, אוטומטית לאורגניזמים הנדסיים לייצר חומרים כמו פולימרים, דבקים, דלקים.

השלכות מוסריות ובטיחות

מינוף של אורגניזמים סינתטיים בחלל מעלה שאלות אתיות ובטיחות שיש לטפל בהן לפני שהם הופכים להיות מבצעיים.

הגנה פלנטרית

ההנחיות של ה-FLT:0 [Outer Spacereas] ו- COSPAR דורשות שפעילויות חיפוש נמנעות מזיהום גופים שמימיים אחרים עם החיים הארציים, אם אורגניזמים סינתטיים משמשים לתמיכה ב- ISRU או בחיים במאדים, יש לכלול אותם לחלוטין.עיצובים הנוכחיים מבודדים לחלוטין את אותם תאי ביושר שאינם מסוגלים לבצע את אותם, כמו גם את אותם תאים ביולוגיים ללא יכולת חיים או דליפות.

חששות כפולים

כמו בכל טכנולוגיה שימושית כפולה, אורגניזמים סינתטיים שנועדו לחלל יכולים להיות מנוצלים לרעה על פני כדור הארץ - למשל, יצירת נשק ביולוגי או שחרור אורגניזמים מזיקים.קהילת הביולוגיה הסינטטית לדבוק ברמות ביו-בטיחות קפדניות ולעתים קרובות עובד עם סוכנויות ביטחון לאומי כדי להבטיח חדשנות אחראית.Open-source DNA synthesis synthesis synthesis synthesis פרוטוקולים (כמו אלה בשימוש על ידי FLT:0 בינלאומי Gene SynthesisFLT:0) מסייעות:0) למנוע בנייה מסוכנת של רצף 1:1.

אחריות ציבורית ומעורבות

סוכנויות חלל צריכות לעסוק בציבור כדי לבנות אמון.הרעיון של גידולי "צמיחה" או מזון "מכיל" ממיקרובים עשוי להיראות לא טבעי לחלק מהתקשורת הטרנסנדנדית על אמצעי בטיחות, הטבות, סיכונים הוא חיוני.מיזמים כמו נאס"א:0 פתוח מדע LT:1 מסגרת לעזור להפוך את המחקר זמין לציבור.

כיוונים עתידיים והדרך לתיאום

במבט מעבר לעשור הבא, אורגניזמים סינתטיים יכולים להפוך לעמוד השדרה של כלכלה מבוססת חלל אמיתי ונוכחות אנושית קבועה על הירח ועל מאדים.כאן הם כמה אפשרויות לטווח ארוך.

גורמים ביולוגיים אוטונומיים

דמיינו לעצמכם "סביבה פנימית" שמצריכה CO2, שתן וregolith, ומפיקה חמצן, מים, מזון וחומרי בנייה – כל זאת ללא התערבות אנושית, רשתות חיישנים, בקרה מלאכותית וביולוגיה סינתטית יכולה להפוך את זה אפשרי. אורגניזמים מהונדסים מכונים "מודולים ביולוגיים" עם דרישות ספציפיות של קלט, וכל המערכת כולה תנוהל על ידי מערכת תמיכה דיגיטלית ולהפחית באופן דרמטי את המורכבות של החיים.

הנדסה של Ecosystem

ברגע שההתנחלויות האנושיות מבוססות, אורגניזמים סינתטיים יכולים לעזור לשנות את הסביבה מאדים בקנה מידה גדול יותר.לדוגמה, cyanobacteria ממונדסים המייצר חמצן וחושפים את פני השטח כדי לספוג יותר אור שמש יכול לבעוט אפקט חממה. "לעבורת לימוזינה" שנועדה לסלעי מזג אוויר לייצר סלעים עשויים לסלול את הדרך לצמחים כדור הארץ.

מיקסום-Microbe Symbiosis

ביולוגיה סינתטית עשויה לשמש גם כדי להגדיל את בני האדם ישירות.חיידקים ממונעים יכולים לייצר ויטמינים או להגן מפני נזק שנגרם לקרינה "Pla Probiotics" יכול לשבור את urea בזרם הדם אם תפקוד הכליות לקוי. בעוד עדיין בשלב מוקדם, הרעיון של מיקרוביומה סינתטי שעובד בסימביוטי עם אסטרונאוטים יכול להפחית סיכונים רפואיים על משימות ארוכות.

אתגרים Ahead

למרות ההתקדמות המהירה, עיצובים ביולוגיים גדולים נשארים.אין לנו הבנה עמוקה של האופן שבו מעגלים סינתטיים מתנהגים לאורך דורות רבים בקרינת חלל ובמיקרו-גרביטציה.עיצובים ביולוגיים חייבים להיות אמינים יותר, עם התחדשות ואבחון עצמי.המסגרת הרגולטורית לשימוש באורגניזמים מהונדסים גנטית בחלל עדיין מתפתחת.ועלויות פיתוח והשקעה של מערכות אלה גבוהות – בלתי-סבירות לכל מרחב גדול – אך משלמות נוכחות אנושית מתמשכת.

מסקנה

תכנון אורגניזמים סינתטיים לחיפוש בחלל הוא כבר לא מדע בדיוני – זהו שדה צומח במהירות עם ניסויים מוחשיים על ISS ותכנון חזק על ידי נאס"א, ESA, וסוכנויות אחרות. צורות חיים מונדסים אלה מציעים נתיב לתמיכה בחיים בת קיימא באמת, להפוך פסולת לתוך משאבים, ייצור חמצן ומזון, ואפילו בניית מבנים רבים מן החומרים המקומיים.