將細菌變成生產纖維素的微型工廠
發布時間：2024-10-18 14:33:38來源：
蘇黎世聯邦理工學院的研究人員推出了一種創新方法，將細菌“Komagataeibacter sucrofermentans”轉化為高效的纖維素生產微型工廠。
這一進步有望顯著提高高純度細菌纖維素的產量，細菌纖維素是一種在生物醫藥、包裝和紡織領域具有應用價值的材料。
細菌纖維素以促進傷口愈合和預防感染而聞名，它是由 K 型蔗糖發酵菌自然產生的。然而，這種細菌生長緩慢，產量有限，這對工業應用構成了挑戰。
為了解決這個問題，博士生朱莉·勞倫特(Julie Laurent)開發了一種方法，利用 UV-C 光加速進化過程，創造出新的細菌變種，可產生高達 70% 的纖維素。
該研究發表在《美國國家科學院院刊》上。
該過程包括將細菌細胞暴露在 UV-C 光下，誘發隨機 DNA 突變。然后這些細胞被封裝在營養液滴中，并允許其產生纖維素。
熒光顯微鏡可以識別出最具生產力的細胞，然后使用由 ETH 化學家 Andrew De Mello 團隊開發的系統進行自動分類。
該系統可以在幾分鐘內處理五十萬個液滴，并識別出四種產量明顯超過野生型的變體。
進化的細胞形成的纖維素墊厚度和重量幾乎是野生型細胞產生的纖維素墊的兩倍。
基因分析表明，這四種變體在編碼蛋白酶的基因中都有相同的突變，這似乎破壞了調控并允許連續的纖維素生產。
斯圖達特教授說：“這種方法是利用細菌提高非蛋白質材料生產的里程碑。”
該團隊已申請專利，并計劃在工業環境中測試新的細菌菌株，旨在徹底改變細菌纖維素的可持續生產。
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