новости

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

Источник: Ежедневная газета науки и технологий.

Science and Technology Daily, Пекин, 13 августа (корреспондент Чжан Менгрань) Согласно официальному сайту Швейцарского федерального технологического института в Цюрихе, команда школы предложила новый метод использования бактерий для производства целлюлозы. Этот метод следует эволюционному механизму естественного отбора, позволяя ученым быстро выводить десятки тысяч вариантов бактерий и выбирать штаммы, производящие больше всего целлюлозы.

Ученые пытаются превратить микроорганизмы в живые «производственные фабрики», которые смогут быстрее производить большие количества желаемых продуктов. Это требует целенаправленной модификации бактериальных геномов или выращивания наиболее подходящих бактериальных штаммов.

Уксуснокислые бактерии K.sucrofermentans способны производить целлюлозу высокой чистоты. Целлюлозные материалы способствуют заживлению ран и предотвращению инфекций и пользуются большим спросом в биомедицинских целях, упаковочных материалах и текстиле. Однако дикий тип этой бактерии растет медленно и производит ограниченное количество целлюлозы, поэтому необходимо было найти способ увеличить ее производство.

Используя новый метод, исследовательская группа успешно вырастила несколько вариантов уксуснокислых бактерий, которые производили на 70% больше целлюлозы, чем исходные штаммы.

Команда сначала облучила бактериальные клетки ультрафиолетовым светом, чтобы случайным образом разрушить участки бактериальной ДНК. Затем они поместили бактерии в темную комнату, чтобы предотвратить восстановление повреждений ДНК и тем самым вызвать мутации. Они использовали крошечные инструменты, чтобы инкапсулировать каждую бактериальную клетку в небольшую каплю питательного раствора и позволить клеткам производить целлюлозу в течение определенного периода времени. После инкубационного периода флуоресцентную микроскопию использовали для анализа того, какие бактериальные клетки производят больше всего целлюлозы, а какие бактериальные клетки не производят целлюлозу или производят очень мало целлюлозы.

Используя недавно разработанную систему сортировки, команда автоматически отсортировала те бактериальные клетки, которые эволюционировали, чтобы производить большое количество целлюлозы. Система сортировки полностью автоматизирована и работает очень быстро. Сканирование 500 000 капель с помощью лазера и сортировка капель с самым высоким содержанием целлюлозы занимает всего несколько минут. В итоге были отобраны 4 штамма, продукция целлюлозы которых была на 50-70% выше, чем у дикого типа.

Клетки ацетобактерий эволюционировали, чтобы расти на границе раздела воздуха и воды в стеклянных бутылках и производить целлюлозные маты. Естественный вес этой подушечки составляет 2-3 мг, а толщина около 1,5 мм. Развитый вариант производил целлюлозные маты, которые были почти в два раза тяжелее и толще, чем дикий тип.

Следующим шагом команды станет тестирование нового микроорганизма в реальных промышленных условиях.

Целлюлоза — наиболее широко распространенный и распространенный в природе полисахарид. Некоторые штаммы уксуснокислых бактерий способны синтезировать целлюлозу, однако скорость синтеза в естественных условиях слишком мала для удовлетворения потребностей человека. На этот раз команда имитировала «метод естественного отбора», оставляя клетки, способные производить большое количество целлюлозы, устраняя «ленивые и скользкие» клетки и помогая клеткам уксуснокислых бактерий «эволюционировать». Недавно разработанная система сортировки играет важную роль в «распознавании» с первого взгляда «хороших сотрудников» на производстве целлюлозы. Далее научные исследователи проверят, могут ли эти развитые уксуснокислые бактерии сыграть роль в увеличении производства и доходов в промышленном производстве.