νέα

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

Πηγή: Science and Technology Daily

Science and Technology Daily, Πεκίνο, 13 Αυγούστου (Δημοσιογράφος Zhang Mengran) Σύμφωνα με την επίσημη ιστοσελίδα του Ελβετικού Ομοσπονδιακού Ινστιτούτου Τεχνολογίας στη Ζυρίχη, μια ομάδα από το σχολείο πρότεινε μια νέα μέθοδο χρήσης βακτηρίων για την παραγωγή κυτταρίνης. Αυτή η μέθοδος ακολουθεί τον εξελικτικό μηχανισμό της φυσικής επιλογής, επιτρέποντας στους επιστήμονες να αναπαράγουν γρήγορα δεκάδες χιλιάδες βακτηριακές παραλλαγές και να επιλέξουν τα στελέχη που παράγουν την περισσότερη κυτταρίνη.

Οι επιστήμονες προσπαθούν να μετατρέψουν τους μικροοργανισμούς σε ζωντανά «εργοστάσια παραγωγής» που μπορούν να παράγουν μεγαλύτερες ποσότητες επιθυμητών προϊόντων πιο γρήγορα. Αυτό απαιτεί στοχευμένη τροποποίηση των βακτηριακών γονιδιωμάτων ή την καλλιέργεια των καταλληλότερων βακτηριακών στελεχών.

Τα βακτήρια οξικού οξέος K.sucrofermentans μπορούν να παράγουν κυτταρίνη υψηλής καθαρότητας. Τα κυτταρινικά υλικά βοηθούν στην επούλωση των πληγών και αποτρέπουν τη μόλυνση και έχουν μεγάλη ζήτηση σε βιοϊατρικές εφαρμογές, υλικά συσκευασίας και υφάσματα. Ωστόσο, ο άγριος τύπος αυτού του βακτηρίου αναπτύσσεται αργά και παράγει περιορισμένη ποσότητα κυτταρίνης, οπότε έπρεπε να βρεθεί τρόπος να αυξηθεί η παραγωγή.

Η ερευνητική ομάδα χρησιμοποίησε τη νέα μέθοδο για να καλλιεργήσει με επιτυχία διάφορες παραλλαγές βακτηρίων οξικού οξέος που παρήγαγαν 70% περισσότερη κυτταρίνη από τα αρχικά στελέχη.

Η ομάδα πρώτα ακτινοβόλησε βακτηριακά κύτταρα με υπεριώδες φως για να καταστρέψει τυχαία σημεία στο βακτηριακό DNA. Στη συνέχεια τοποθέτησαν τα βακτήρια σε ένα σκοτεινό δωμάτιο για να αποτρέψουν την επιδιόρθωση της βλάβης του DNA, προκαλώντας έτσι μεταλλάξεις. Χρησιμοποίησαν μικροσκοπικά όργανα για να εγκλωβίσουν κάθε βακτηριακό κύτταρο σε μια μικρή σταγόνα θρεπτικού διαλύματος και επέτρεψαν στα κύτταρα να παράγουν κυτταρίνη για μια συγκεκριμένη χρονική περίοδο. Μετά την περίοδο επώασης, χρησιμοποιήθηκε μικροσκοπία φθορισμού για να αναλυθεί ποια βακτηριακά κύτταρα παρήγαγαν την περισσότερη κυτταρίνη και ποια βακτηριακά κύτταρα παρήγαγαν καθόλου ή πολύ λίγη κυτταρίνη.

Χρησιμοποιώντας ένα νέο σύστημα διαλογής, η ομάδα ξεχώρισε αυτόματα εκείνα τα βακτηριακά κύτταρα που έχουν εξελιχθεί για να παράγουν μεγάλες ποσότητες κυτταρίνης. Το σύστημα ταξινόμησης είναι πλήρως αυτοματοποιημένο και πολύ γρήγορο Χρειάζονται μόνο λίγα λεπτά για να σαρώσετε 500.000 σταγονίδια με λέιζερ και να ταξινομήσετε τα σταγονίδια με την υψηλότερη περιεκτικότητα σε κυτταρίνη. Τέλος, επιλέχθηκαν 4 στελέχη, των οποίων η παραγωγή κυτταρίνης ήταν 50%-70% μεγαλύτερη από αυτή του άγριου τύπου.

Τα κύτταρα του Acetobacter εξελίχθηκαν για να αναπτυχθούν στη διεπιφάνεια αέρα και νερού σε γυάλινες φιάλες και παράγουν στρώματα κυτταρίνης. Το φυσικό βάρος αυτού του μαξιλαριού είναι μεταξύ 2-3 mg και το πάχος είναι περίπου 1,5 mm. Η εξελιγμένη παραλλαγή παρήγαγε χαλάκια κυτταρίνης που ήταν σχεδόν δύο φορές πιο βαριά και παχιά από το άγριο τύπο.

Το επόμενο βήμα της ομάδας θα είναι να δοκιμάσει τον νέο μικροοργανισμό υπό πραγματικές βιομηχανικές συνθήκες.

Η κυτταρίνη είναι ο πολυσακχαρίτης με τη μεγαλύτερη διάδοση και αφθονία στη φύση. Ορισμένα στελέχη βακτηρίων οξικού οξέος μπορούν να συνθέσουν κυτταρίνη, αλλά ο ρυθμός σύνθεσης υπό φυσικές συνθήκες είναι πολύ αργός για να καλύψει τις ανθρώπινες ανάγκες. Αυτή τη φορά η ομάδα μιμήθηκε τη «μέθοδο φυσικής επιλογής», αφήνοντας κύτταρα που μπορούν να παράγουν μεγάλη ποσότητα κυτταρίνης, εξαλείφοντας τα «τεμπέλικα και ολισθηρά» κύτταρα και βοηθώντας τα κύτταρα των βακτηρίων του οξικού οξέος να «εξελιχθούν». Ένα νέο σύστημα διαλογής παίζει σημαντικό ρόλο στην «αναγνώριση» με μια ματιά ποιοι είναι οι «καλοί υπάλληλοι» στην παραγωγή κυτταρίνης. Στη συνέχεια, οι επιστημονικοί ερευνητές θα επαληθεύσουν περαιτέρω εάν αυτά τα εξελιγμένα βακτήρια οξικού οξέος μπορούν να παίξουν ρόλο στην αύξηση της παραγωγής και του εισοδήματος στη βιομηχανική παραγωγή.