吃輻射的真菌,在切爾諾貝利茁壯成長,並被送上了太空

切爾諾貝利核電站廢墟中觀察到的一種真菌是一種抗輻射極端微生物,有助於激發新的技術。

消除輻射甚至將其轉化為能量可以幫助清理災難現場並實現太空飛行。

真菌使用大量的黑色素來抵抗輻射並將其轉化為能量。

吃輻射的真菌,在切爾諾貝利茁壯成長,並被送上了太空

科學家發現,一種長期在切爾諾貝利核電站生活的真菌實際上可以“吃掉”輻射。在即將發表的論文中,科學家將分享在國際空間站上生長真菌的結果。

至少從2007年開始,科學家就知道這種可以在輻射下成長的極端微生物。切爾諾貝利發現了這種變種“可以分解諸如切爾諾貝利反應堆殘骸中的熱石墨之類的放射性物質”的真菌,《自然》雜誌在2007年表示真菌向最熱和放射性最強的地方生長,類似植物的向光性,但真菌卻是向著致命的毒素。

這種真菌以何種方式處理輻射?因為它含有大量非常黑的黑色素,可以吸收輻射並以無害的方式對其進行處理以產生能量。科學家認為,這種機制可以用來製造模仿生物的物質,既可以阻止輻射的穿透,又可以將其轉變為可再生能源。

吃輻射的真菌,在切爾諾貝利茁壯成長,並被送上了太空

切爾諾貝利事故是一種特殊情況,極端的環境輻射對任何進入的生物都是巨大的危險,而使用“抗輻射物質”來處理防護服甚至整個工廠內部以減少環境輻射都是對保護人類來說是必須的。除了減少危險外,從醫學到製造業,世界上還充斥著可以安全使用輻射的機械和設備。甚至可以使用低含量的輻射來製造能量,從而減少這些設備的能量負擔。

美國航空航天局(NASA)生物技術專家凱蘇里·文卡特斯瓦蘭(Kasthuri Venkateswaran)具有40多年的研究經驗,他主導了NASA對輻射極端微生物的研究。多年來,他的出版物包括國際空間站(ISS)上有關生物的數十篇論文,而他的下一步計劃在那裡研究食用輻射的真菌。

吃輻射的真菌,在切爾諾貝利茁壯成長,並被送上了太空

在送往國際空間站的八種真菌中,有兩種(輻射球藻,下排最右;孢子藻,下排左二)使用輻射作為能源。照片:南加州大學藥學院

與太空的其他部分相比,空間站上的環境輻射較低,但與地球的表面相比較高。在那裡生長真菌可以揭示其更多的性質,並可以確認真菌仍然可以在更加沉浸的空間環境中吸收和處理輻射。這對於未來的太空旅行具有巨大的潛力,致命的宇宙輻射是科學家為了安全地將人們送入太空所必須克服的主要障礙之一。

以這種方式攝取輻射的不僅僅是真菌。依靠或不依靠輻射生存的整個極端微生物家族包括真菌和細菌,並且不同的物種具有不同的吸收或耐受輻射的機制。不同的微生物種群在不同的輻射環境下茁壯成長,由於它們的初級和次級代謝產物 – 如極端電解質(extremolytes)和極端酶(extremozymes) - 提供了防禦輻射的能力,。

極端電解質是低分子物質。它們使諸如膜,蛋白質或核酸之類的生物結構穩定,並保護極端微生物免受環境壓力。

極端酶是源自極端微生物的酶,能夠承受工業過程中的惡劣條件,長期以來人們一直認為這種過程會對蛋白質造成破壞。

每種新陳代謝產品在醫學、安全和製造業中都有潛在用途。的確,這些生物體具有在大多數生物體分解、突變或發展成癌症的條件下茁壯成長的能力,值得在各個學科中進行進一步研究。


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