養一個生物無人機去探索火星吧

美國航空航天局（NASA）正在開發一種可以近距離探測火星的無人機原型。一定得是無人機成品被送入太空嗎？非也非也。還有一種更酷的方法：將一小瓶細胞送上火星，讓它自己生長為生物可降解無人機。

來自斯坦福大學，斯佩爾曼學院，以及布朗大學的一群學生去年夏天就創造了這樣的無人機，并參加了2014年國際基因工程機器大賽（International Genetically Engineered Machine competition，iGEM）。

該團隊還有一個明星導師，那就是Lynn Rothschild，她是加利福尼亞州NASA 艾姆斯研究中心的合成生物學家。無人機以真菌、植物為組成材料，當無人機可以飛起時，生物材料就會死去，這樣就不會形成新的真菌菌落導致墜機。Lynn Rothschild表示 “這些東西質量很輕，價格便宜，而且不會污染環境。”

如何做一個“生物無人機”？

成型與成長

首先，用3D建模軟件設計出無人機的形狀。生物材料公司Ecovative Design根據設計文件，從8英寸的真菌菌絲方塊利用真空成形法制造出無人機機身模子，然后往里面填入生物材料：秸稈和落葉。 “生物材料里被注入了真菌，然后真菌就瘋狂生長，起初材料很松散，幾個禮拜后，就長成一整個硬塊。”兩個這樣的模子，被細菌纖維素醋酸酯包覆，形成無人機底盤。 “看起來像一個干巴巴的三明治，重量跟手感類似于聚苯乙烯泡沫塑。”

然后，給無人機消毒。 “我們不希望給環境帶來一丁點污染，也不希望新生物材料霉變或是毀壞”。

基因工程的強度與能力

 

該團隊對無人機進行了多次測試和實驗，以提高其性能，確保在地球和其他行星的惡劣環境中飛行。為此他們引入了“地獄細胞”（嗜極菌的基因注入大腸桿菌得到的轉基因細菌），獲得了喜人成果：細菌耐輻射，不懼極端溫度；硬化的細胞不僅可以加固無人機，還可以作為生物傳感器讀取環境數據。

“這就好比你擁有了很厲害的細胞，它可以感知二氧化碳含量或輻射量，并能讀取實物顏色。你可以同時感應很多事，而無需在無人機上裝載笨重的傳感器。”

防水

為了確保暴雨期間發送的無人機不會解體，該團隊從紙黃蜂身上獲取了靈感。“當紙黃蜂筑巢時，他們啃樹皮，然后吐出來，唾液使得樹皮的纖維素防水而且耐熱。因此，我們要弄清楚是什么唾液蛋白做到了這一點。”

 

經過篩選、培養，得到的最終產品是試管中微黃色的液體，觸摸比水粘稠，之后就可以涂抹到無人機上使之防水。因為識別蛋白的過程花費了很多時間，團隊沒有機會測試這一解決方案是否奏效。

生物安全和自我毀滅

因為無人機由真菌菌絲和醋酸纖維素構成，一旦墜機可以自動降解。一個棘手的問題是“地獄細胞”，你如何確保無人機墜毀時這種轉基因細胞不會與自然細胞混在一起？答案是在地獄細胞的基因密碼中置入“停止符”。

“這其實就是改變基因密碼。比如說你拿了一本書，每次看到‘今天’這個詞時，你卻讀成‘藍色’。我們的想法是，如果無人機墜毀在某處，有其它活細胞存在，他們會說不同的語言而無法交流。”

via : popsci

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