目前國際空間站上的一臺儀器可以在太空中培養大腸桿菌，為長(cháng)期太空飛行期間生物制造藥物開(kāi)辟了一條新道路，發(fā)表在《npj Microgravity》期刊上的一項研究，使用了空間站儀器的地面模擬器來(lái)培養大腸桿菌，證明了可以通過(guò)比現有替代品更適合太空旅行的方法來(lái)培育大腸桿菌。如果能讓微生物在太空中生長(cháng)良好，宇航員就可以用它們按需制造藥物。

資深作者、倫斯勒理工學(xué)院生物科學(xué)系教員理查德·博諾科拉說(shuō)：這對于長(cháng)期任務(wù)的生存來(lái)說(shuō)可能是至關(guān)重要的，因為補給是不可能的，在這里，我們在問(wèn)：有沒(méi)有更好的方式來(lái)培養太空微生物？發(fā)現在剪切力作用下，是很可能有的。有了令人振奮的結果，該團隊希望在空間站上進(jìn)行類(lèi)似實(shí)驗。雖然從分子生物學(xué)的主力大腸桿菌開(kāi)始，但研究小組希望最終能使用該儀器培養具有抗輻射能力的微生物。

這可以保護正在開(kāi)發(fā)的藥物，在生產(chǎn)過(guò)程中免受太空無(wú)時(shí)無(wú)刻不存在的輻射。像大腸桿菌這樣的細菌需要氧氣才能生長(cháng)，而讓細菌在液體生長(cháng)介質(zhì)中通氣的黃金標準方法是使用軌道振蕩器，這是一種水平搖晃平臺的機器，可以在平臺上存放裝有液體的容器。振蕩器依靠重力來(lái)旋轉液體內容物，液體內容物在燒瓶?jì)绕鸱?，將氧氣與液體混合，例如2019年7月送往空間站的儀器就做得更好。

受倫斯勒教授阿米爾·赫薩(Amir Hirsa)研究的啟發(fā)，NASA建造的儀器使用剪切力，剪切力是在兩個(gè)相互推向相反方向物體邊界上產(chǎn)生的力，類(lèi)似于發(fā)生在構造板塊之間斷層線(xiàn)上的力。該儀器使用注射器來(lái)分配一滴形成氣泡的液體。氣泡的一側附著(zhù)在固定環(huán)上，而另一側附著(zhù)在可以旋轉的薄環(huán)上。旋轉環(huán)在氣泡表面產(chǎn)生剪切力，使其內容物旋轉。這臺剪切儀目前正被用來(lái)進(jìn)行Hirsa的實(shí)驗，研究切應力對淀粉樣纖維的影響。

淀粉樣纖維是與糖尿病、阿爾茨海默氏癥和帕金森氏癥等神經(jīng)退行性疾病有關(guān)的蛋白質(zhì)簇。在地球上，Bonocora使用了刀口粘度計，這是Hirsa團隊設計的一種儀器，其中金屬管尖端在碟子中的液體表面旋轉，類(lèi)似于天基儀器中的旋轉環(huán)，以模擬剪切力。這項實(shí)驗測試了在這兩種儀器以不同的速度使用時(shí)，用刀口粘度計和軌道振蕩器充氣時(shí)細菌生長(cháng)的情況。在更高速度下，通過(guò)刀口粘度計通氣的細菌，顯示出接近軌道振蕩器的生長(cháng)速度。

即使在較低速度下，剪切力也比沒(méi)有機械通氣的細菌樣本產(chǎn)生更多生長(cháng)。這是一種可行的微生物生長(cháng)方式，新研究正在開(kāi)啟一條新的道路，現在需要考慮一個(gè)更真實(shí)的環(huán)境，比如在空間站上?？茖W(xué)學(xué)院院長(cháng)柯特·布雷曼表示：太空制藥是我們將人類(lèi)安全送入太陽(yáng)系深處努力的關(guān)鍵組成部分，這項研究是實(shí)現這一目標的基礎。里克和阿米爾團隊之間的成功合作，表明了我們在太空探索方面的長(cháng)期聯(lián)系，也是我們自豪地在倫斯勒培育跨學(xué)科研究的‘低墻’文化許多例子之一。