十五五开局太空之旅，Kilby Gravity微重力培养，加速微藻基太空生命支持技术的实用化进程

地球人口增长导致气候变化、粮食安全、资源枯竭等问题；同时，太空探索（如火星任务）面临微重力、辐射、密闭环境等挑战，需要可持续的氧气、水和食物供应系统。

北京基尔比Kilby Gravity 微重力培养系统

相较于依赖太空飞行的实验及进口同类设备，北京基尔比生物研制的Kilby Gravity微重力培养系统具有显著的成本优势，购置、运行及维护成本更低，使长期、广泛的微重力生物学研究成为可能。与美国Sy系统相比，Kilby Gravity支持多重力环境模拟，适用场景更广泛；实时监控功能便于实验过程的精准调控；兼容多种培养容器与培养箱，满足不同规模实验需求，尤其适合涉及多重力模拟、实时数据监控的跨学科研究。目前，该系统已被中科院，中医科学院中药所，上海交大，中山大学，东南大学生科院，浙江大学基础医学院等科研机构采购，成为力学-生物学耦合研究、类器官构建、药物筛选等领域的关键实验平台，推动生命科学、航天医学、生物制药等多学科领域的创新发展。

 

 

（一）藻类与微重力

1. 微重力对藻类的影响机制

1.1 细胞层面：

细胞形态改变：细胞壁变薄、细胞体积增大、细胞分裂周期紊乱

代谢重编程：光合作用效率变化、淀粉和脂质积累模式改变

基因表达调控：应激反应基因、细胞周期基因、光合作用相关基因差异表达

1.2 分子层面：

氧化应激：活性氧（ROS）积累增加，抗氧化系统激活

细胞骨架重组：微管组织改变影响细胞分裂和极性建立

信号转导：钙信号、激素信号通路受到影响

 

 

2. 太空实验证据

（二）微藻在微重力下的适应性优势

相比高等植物，微藻在太空环境具有独特优势：

无组织结构依赖：不需要复杂的机械组织支撑，不受微重力导致的向重力性缺失影响

培养系统简单：可在密闭光生物反应器（PBR）中悬浮培养，易于自动化控制

快速生长周期：数小时至数天即可完成生命周期，便于多代遗传实验

基因组紧凑：便于基因编辑和合成生物学改造

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（三）结合北京基尔比Kilby Gravity微重力培养系统

3.1. 与微藻生物工程的结合应用

（1）太空适应性藻种地面预筛选

应用场景：在发射前利用北京基尔比Kilby Gravity微重力系统模拟太空微重力，筛选具有优良性状的基因工程藻株

关键技术：- 结合CRISPR编辑构建突变体文库
          - 在RPM中培养并监测生长、代谢、基因表达
          - 多组学分析筛选微重力耐受性增强的株系

预期成果：缩短太空实验周期，降低发射成本，提高成功率

（2）生物再生生命支持系统bioregenerative life support systems (BLSS）优化验证

地面验证平台：在北京基尔比Kilby Gravity微重力模拟系统中构建微型生物再生生命支持系统 (BLSS)闭环，测试O₂/CO₂交换效率、水循环稳定性

多因素耦合：结合辐射模拟（如γ射线、重离子），研究微重力+辐射的协同效应

工程藻株测试：验证经过合成生物学改造的"超级藻株"在模拟太空环境下的实际表现

 

 

3.2 微重力诱导的代谢工程新策略

脂质超积累：某些微藻在微重力下三酰甘油（TAG）含量显著增加，可用于生物燃料生产

次级代谢产物：可能诱导新型抗氧化物质、色素的合成

利用Kilby Gravity微重力系统探索：通过精确控制重力水平（0g、月球重力1/6g、火星重力3/8g），寻找代谢诱导条件

3.3 合成生物学与人工重力生物学

 

附：

北 京 基 尔 比 生物科技公司主营产品：

Kilby 多通道3D活细胞自动灌流系统，

Kilby Gravity 微重力旋转细胞培养系统RCCS，

动植物/微生物等地面重力环境模拟装置【可以定制】，

Kilby Bio类器官精密自重力摇床，

Kirkstall Quasi Vivo 类器官3D串联芯片灌流培养系统

 

 

 

 

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