日前，英国国防与安全加速器（DASA）宣布投入200万英镑资助一项名为“人体增强”的主题竞赛。DASA预计将资助5~10个研究项目。

  人体增强是指使用科学技术暂时或永久地改变人体的表现，涉及一系列技术，包括外骨骼、可穿戴设备、遗传学、大脑接口、制药和生物信息学等。这项主题竞赛旨在开发全新的下一代原型HA技术，可以在安全且符合科研论理的前提下被用于改善人体的表现，特别是应对国防环境中的各种限制因素。

  提高人体机能和表现的技术包括感官增强以支持任务达成、协同工作（包括人-人协作和人-机协作）、认知任务中的注意力保持、决策增强（缩短决策时间和提高决策效果）、身体耐力增强、力量增强、克服身体和认知疲劳。

  这次主题竞赛给出了3个案例：生物反馈系统，即监测用户状态、解释结果数据并依据数据评估效果的系统；战士伙伴，即紧贴身体的设备，旨在优化和增强机体功能；感官增强，即增强人体感官，超越传统机体能力。

  2022年，美国纽约州立大学宾厄姆顿分校的研究人员开发了利用人体肠道pH因子激活的可食用生物电池。2023年，该团队采用纳米技术利用孢子形成细菌（类似于之前的可食用细菌），制造出一种可能在100年后仍能工作的设备。相关论文发表于Small。

  研究者用孢子和卡普顿胶带解决了微生物燃料电池的长期储存问题。一角硬币大小的燃料电池是用卡普顿胶带密封的，这样一种材料能承受-500到750华氏度的温度。当胶带被移除并允许水分进入时，细菌与一种化学发酵剂混合，这种发酵剂促使微生物产生孢子。该反应产生的能量足以为LED、数字温度计或小型时钟供电。细菌孢子的热活化将充满电的时间从1小时缩短到20分钟，并且增加湿度产生更高的电力输出。在室温下储存一周后，发电量只下降了2%。

  这种耐久微生物燃料电池既能够适用于战场或偏远地区的电源，也有很多民用用途。目前燃料电池要解决的问题还有更快充电、产生更多电压，这样才可以成为传统电池的替代品。

  由于缺乏有效的可视化工具，细胞交流在分子水平上的机制仍然不为人所知。德国慕尼黑工业大学研究者开发了一种特殊报告蛋白，可用于揭示细胞交流机制的细节。相关论文近日发表于《自然-生物技术》。

  基因报告系统常被用于观察细胞内的活动交流。此次研究者将蛋白质胶囊作为基因报告器，大小刚好可以用电子显微镜分辨。蛋白质胶囊由细胞产生，其编码基因附着在特定的目标基因上，当靶基因活跃时报告蛋白就会产生。不同于以往使用荧光蛋白的颜分不同目标基因，研究人员将金属结合蛋白放入不同大小的胶囊中，称为EMcapsulins，能够准确的通过电子密度来进行区分，在电子显微镜下呈现为不同大小的同心圆，像用AI条形码一样快速识别和分配。

  EMcapsulins不但可以指示某些基因的活性，也不难发现在电子显微镜下不可见的结构，如果再赋予EMcapsulins荧光特性，还可使用光学显微镜初步检查活组织的结构。

  未来，研究者将继续开发将报告蛋白用作改变细胞结构的传感器，更好地阐明细胞功能和细胞结构之间的关系。

  近日，美国合成生物学初创企业Conarium Bioworks联合加州大学圣地亚哥分校宣布，首次完成了褪黑素的工业规模生物制造。

  该公司的褪黑素生产工艺来源于丹麦技术大学，加州大学圣地亚哥分校教授Bernhard Palsson团队开发了新的计算工具来设计代谢指令执行特定生物制造任务，例如制造褪黑素。他们还发明了一种自动化自适应实验室进化机器实现高通量进化，改造更好的工程菌株。丹麦技术大学诺和诺德基金会生物可持续性中心的研究者利用进化后的酶建立了产生褪黑素的代谢途径，把利用大肠杆菌从色氨酸到褪黑素最高产量提高到2g/L。

  Conarium Bioworks获得了丹麦技术大学褪黑素生物制造工艺的专利授权，继续扩大褪黑素从实验室到工厂的规模，目前首批完全生物制造的褪黑素已完成。（吴晓燕编译）