【Biomanufacturing】DARPA为太空殖民研究生物制造

美国国防部在美国太空部队 (USSF)《太空拱顶石出版物》（Space Capstone Publication）中所定义的轨道和月球任务中发挥着作用。在这份文件中，USSF指出“太空领域的内在价值以及太空对美国繁荣与安全的巨大影响”。美国国防部迫切需要轨道制造的持续发展和未来扩张，以实现和确保供应链弹性、持续的技术优势以及当前和未来运营的资产安全和维护。为了应对这一独特的挑战，美国国防高级研究计划局（DARPA）今天宣布，它正在迈出第一步，通过其“生物制造：地球之外的生存、效用和可靠性“ (B-SURE) 项目，探索利用资源有限环境中的生物过程并降低制造风险的制造能力。

根据设想，去往太空肯定需要一长串物品和补给品，但根据任务进展情况，可能需要的物品清单甚至更长。这包括不可预见的需求，例如用于意外操纵的燃料、更换零件或工具，以及可能有用但可能无法使用的各种其他产品。当前的太空范式是打包任务可能需要的一切，但这种方法很复杂，而且在后勤上很繁重。想象一下，如果只包装发酵设备、原料和装满微生物的冷冻机，每个微生物都将原料转化为不同的有用分子、材料或产品，这样就拥有了可能需要的一切并可以按需生产。这是太空生物制造的最终目标：携带任务需要的微生物和设备来制造在任务过程中变得至关重要的各种原材料或产品。

生物制造为包括太空在内的遥远区域的就地制造提供了一种新方法。虽然生物制造有可能提供与国防部相关的分子和材料，并减轻与太空操作相关的供应链负担，但实现这种能力需要基础的研究性研究来为未来的应用研究工作提供信息。为实现这一目标，B-SURE将收集有关太空替代原料的微生物利用、可变重力下微生物生长的优化以及已确定的银河宇宙辐射对微生物生长和生物生产影响的缓解策略的数据。

对此，DARPA生物技术办公室（BTO）负责B-SURE项目的项目经理安妮·契弗（Anne Cheever）博士表示：“美国国防部目前没有天基制造能力。给定任务所需的所有资源或设备都在地球上制造并运往太空。B-SURE项目是解决基本生物制造问题以发展这种能力的重要第一步。”

为期18个月的工作涉及三个实现项目目标的轨道。第1轨“替代原料利用”将确定宿主生物可以消耗哪些替代原料以及数量和纯度水平。第2轨“可变重力”将在生物制造参数以及陆地类似物如何预测在轨分子生产的背景下确定可变重力对细胞性能的影响。第3轨“可变辐射”将发现可变辐射对微生物分子生产的影响。项目提案者可以选择响应一个或多个轨道。

B-SURE项目研究团队将有机会与美国政府和国防部利益相关者以及适当的监管机构接触。团队还应与道德、法律、社会影响 (ELSI) 专家合作。

安妮·契弗补充解释：“B-SURE项目是一项基础研究，将探索如何使微生物适应太空条件。作为概念证明，微生物将产生报告分子，希望最终这项技术能够在太空中生产与太空飞行相关的分子，有待验证。”

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