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微小细菌如何彻底改变我们每天使用的材料

导读 ETH 的研究人员利用紫外线改造了某些细菌,使其能够产生更多的纤维素。这一成果的基础是一种新方法,研究人员利用这种方法生成数千种细菌...

ETH 的研究人员利用紫外线改造了某些细菌,使其能够产生更多的纤维素。这一成果的基础是一种新方法,研究人员利用这种方法生成数千种细菌变体,并挑选出那些发展成为产量最高的变体。

苏黎世联邦理工学院的材料研究人员创造了 40,000 种生产纤维素的细菌Komagataeibacter sucrofermentans变种。

其中有四种纤维素产量比原始形态高出 70%。

研究人员采用专门为此目的开发的新方法实现了这一目标,并已获得专利。

细菌可以生产人类感兴趣的材料,例如纤维素、丝绸和矿物质。以这种方式生产细菌的优点是可持续,可在室温和水中进行。缺点是这个过程耗时,而且产量太小,无法用于工业用途。

因此,研究人员一直在尝试将微生物变成活体微型工厂,以便能够更快速地生产大量所需产品。这需要对基因组进行有针对性的干预,或培养最合适的细菌菌株。

提高产量的进化方法

现在,由苏黎世联邦理工学院复合材料教授 André Studart 领导的研究小组提出了一种新方法,利用了产生纤维素的细菌Komagataeibacter sucrofermentans。新方法遵循自然选择的进化原理,使科学家能够非常快速地产生数以万计的细菌变体,并选出产生最多纤维素的菌株。

K. sucrofermentans天然产生高纯度纤维素,这种材料在生物医学应用以及包装材料和纺织品的生产中需求量很大。这种纤维素的两个特性是它有助于伤口愈合并预防感染。“然而,这种细菌生长缓慢,产生的纤维素数量有限。因此,我们必须找到一种方法来提高产量,”Studart 团队的博士生、刚刚发表在科学期刊 PNAS 上的一项研究的第一作者 Julie Laurent 解释说。

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