19 Δεκεμβρίου 2023 (Προβολέας Nanowerk) Τα γενετικά τροποποιημένα μικρόβια έχουν εκπληκτικές δυνατότητες ως ζωντανά εργοστάσια, διαγνωστικά εργαλεία, περιβαλλοντικά καθαριστικά και όχι μόνο. Ωστόσο, παρά την υπόσχεσή τους, αυτοί οι οργανισμοί παραμένουν σε μεγάλο βαθμό περιορισμένοι σε προσεκτικά ελεγχόμενες εργαστηριακές ρυθμίσεις, ανίκανοι να ευδοκιμήσουν στις μεταβλητές συνθήκες των φυσικών και βιομηχανικών οικοτόπων. Η ευθραυστότητα των κατασκευασμένων κυττάρων έχει περιορίσει σοβαρά τον αντίκτυπό τους στον πραγματικό κόσμο στους τομείς της παραγωγής, της υγειονομικής περίθαλψης, της βιωσιμότητας και της εξερεύνησης του διαστήματος, όπου οι μικροβιακές λύσεις θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε τεράστια πρόοδο. Τώρα, ένα έξυπνο βιοϋβριδικό υλικό που αναπτύχθηκε από ερευνητές σε εξέχοντα κινεζικά ιδρύματα παρέχει επιτέλους ένα μέσο για την ανθεκτική ενθυλάκωση τροποποιημένων μικροβίων για προστατευμένη μεταφορά και επιλεκτική απελευθέρωση. Οι λεγόμενοι «ζωντανοί σπόροι» τους ενσωματώνουν ανθεκτικά βακτηριακά σπόρια μέσα σε προστατευτικά κελύφη κατασκευασμένα από μεταλλικά-οργανικά πλαίσια, μια εξαιρετικά προσαρμόσιμη κατηγορία κρυσταλλικών πορωδών υλικών. Αυτά τα εξειδικευμένα σκάφη προστατεύουν τα μικρόβια σχεδιαστών από περιβαλλοντικές επιθέσεις, παρέχουν ακριβή έλεγχο στην ανάπτυξη του οργανισμού και θα μπορούσαν να ξεκινήσουν μια νέα εποχή όπου τα γενετικά ενισχυμένα μικρόβια ταξιδεύουν για να αναδιαμορφώσουν την πραγματικότητα. Οι ερευνητές δημοσίευσαν τα ευρήματά τους στο Προηγμένων Υλικών (“Living Seed Materials Made by Metal–Organic Framework-Encapsulated Bacillus Subtilis Spore”). Με ενθυλάκωση γενετικά τροποποιημένων Το Bacillus subtilis σπόρια μέσα μεταλλικό-οργανικό πλαίσιο (MOF), οι ερευνητές δημιούργησαν σωματίδια «ζωντανού σπόρου» που προστατεύουν τα μικρόβια σε εχθρικές συνθήκες, ενώ επιτρέπουν την ελεγχόμενη απελευθέρωση στα μέσα ανάπτυξης. Αυτή η σημαντική ανακάλυψη αντιμετωπίζει ένα μακροχρόνιο εμπόδιο για τις τεχνολογίες γενετικά τροποποιημένων οργανισμών (ΓΤΟ), οι οποίοι τείνουν να αποδίδουν καλά στο εργαστήριο, αλλά παλεύουν σε απρόβλεπτα περιβάλλοντα του πραγματικού κόσμου.
Ένα σχηματικό που δείχνει τον σχεδιασμό των ζωντανών υλικών σπόρων εμπνευσμένων από την ανάπτυξη ενός γιγαντιαίου δέντρου από έναν σπόρο φυτού. α) Ο κύκλος ζωής ενός σπόρου φυτού από φυσικό υλικό. το ενδοσπέρμιο των φυτών αγγειόσπερμων σχηματίζει μια δομή πυρήνα-κέλυφος πυρήνα που περιβάλλει ένα κέλυφος κατά την ανάπτυξη των σπόρων. Σε επιθυμητά περιβάλλοντα πλούσια σε θρεπτικά συστατικά, ο σπόρος μπορεί να αναπτυχθεί σε ένα γιγάντιο δέντρο. β) Λαμβάνοντας έμπνευση έναν σπόρο φυτού, προτείνεται η ανάπτυξη σπορίων ενθυλακωμένων με MOF ως ζωντανού υλικού σπόρου. Τα σπόρια των κατασκευασμένων βακτηρίων μπορούν να ενθυλακωθούν σε μια δομή πυρήνα-κέλυφος ZIF-8. Μόλις κατασκευαστεί, αυτό το ζωντανό υλικό σπόρων μπορεί να ανταποκριθεί σε συγκεκριμένες περιβαλλοντικές συνθήκες και να απελευθερώσει τα σπόρια, τα οποία στη συνέχεια φυτρώνουν σε λειτουργικά ζωντανά βακτήρια με προσχεδιασμένα χαρακτηριστικά. (Ανατύπωση με άδεια από την Wiley-VCH Verlag) Η έμπνευση για τους ζωντανούς σπόρους προήλθε από τη φύση. Οι σπόροι των φυτών περιέχουν προστατευτικές εξωτερικές επικαλύψεις που προστατεύουν τους ιστούς των εμβρύων από καταπονήσεις όπως η ξηρασία και η υπεριώδης ακτινοβολία μέχρι να ωριμάσουν οι συνθήκες για βλάστηση. Οι ερευνητές στόχευσαν να αναδημιουργήσουν αυτόν τον προσαρμοστικό μηχανισμό χρησιμοποιώντας MOFs, μια εξαιρετικά προσαρμόσιμη κατηγορία πορωδών υλικών που σχηματίζονται από μεταλλικούς κόμβους που γεφυρώνονται από μόρια οργανικών συνδετήρων.
Τα MOF διαθέτουν χρήσιμες ιδιότητες όπως μεγάλη επιφάνεια, δομική ακεραιότητα και περιβαλλοντική απόκριση. Αυτά τα χαρακτηριστικά έκαναν τα MOF ελκυστικά πλοία για στέγαση γενετικά τροποποιημένου B. σπόρια subtilis με προηγμένες λειτουργίες προγραμματισμένες στο DNA τους. B. Τα σπόρια subtilis επιλέχθηκαν λόγω της ανθεκτικότητάς τους και της ικανότητάς τους να αναζωογονούνται ως φυτικά βακτήρια όταν τρέφονται. Εκφράζοντας φθορίζουσες πρωτεΐνες αναφοράς στα σπόρια, η ομάδα θα μπορούσε να παρακολουθεί οπτικά τις μεταβάσεις σπορίων σε βακτήρια.
Η διαδικασία παραγωγής ζωντανών σπόρων συνεπαγόταν την εναιώρηση σπορίων και μεταλλικών ιόντων σε μικροσκοπικά σταγονίδια νερού, γαλακτωματοποίηση της υδατικής φάσης σε λάδι και στη συνέχεια καθίζηση ενός πορώδους κελύφους ZIF-8 MOF γύρω από κάθε σταγονίδιο. Αυτό έδωσε ομοιόμορφες, κοίλες μικροσφαίρες με σπόρια που περιέχονται στον εσωτερικό κενό χώρο. Οι σφαίρες προστάτευαν τα εσωτερικά σπόρια κατά τη διάρκεια σκληρών επεξεργασιών όπως η υψηλή θερμότητα, το οξειδωτικό λευκαντικό και η υπεριώδης ακτινοβολία που κατέστρεψε τα αθωρακισμένα σπόρια. Οι ρυθμοί αποικοδόμησης του ZIF-8 εξαρτήθηκαν από τα περιβάλλοντα μέσα, επιτρέποντας την ελεγχόμενη απελευθέρωση σπορίων που προκαλείται από θρεπτικά συστατικά.
Τα απελευθερωμένα σπόρια ωρίμασαν επιτυχώς σε λειτουργικά κατασκευασμένα βακτήρια όταν επωάστηκαν σε μέσα ανάπτυξης. Ως επιδείξεις, οι ερευνητές ετοίμασαν ζωντανούς σπόρους που φιλοξενούσαν το Β. Το subtilis έχει σχεδιαστεί για να ανιχνεύει τις χημικές ουσίες IPTG και το κουμινικό οξύ. Μετά την απελευθέρωση, τα βακτήρια ανέκτησαν την ικανότητα ανταπόκρισης στη στόχευση χημικών ουσιών σε όρια ευαισθησίας συγκρίσιμα με αντίστοιχα μη εγκλεισμένα σε κάψουλα.
Αυτή η περιβαλλοντικά ελεγχόμενη διατήρηση και αναβίωση των μηχανικών μικροβίων έχει συναρπαστικές δυνατότητες για μικροβιακές τεχνολογίες που επί του παρόντος περιορίζονται σε ελεγχόμενες ρυθμίσεις όπως εργοστάσια και εργαστήρια. Παρέχοντας ενισχυμένη ανθεκτικότητα, τα ζωντανά δοχεία σποράς θα μπορούσαν να επιτρέψουν στους λειτουργικούς ΓΤΟ να εκπληρώσουν ρόλους σε απρόβλεπτες τοποθεσίες όπως το ανθρώπινο γαστρεντερικό σύστημα, μολυσμένα αποθέματα νερού και ακόμη και εξωγήινο έδαφος, εάν διαστημόπλοια φορτωμένα με σπόρους φτάσουν σε άλλους κόσμους. Επιπλέον, η έννοια του ζωντανού σπόρου θα πρέπει να γενικεύεται σε άλλους τύπους μικροοργανισμών που μπορούν να τροποποιηθούν σε γενετική τροποποίηση και σπορίωση.
Η έρευνα αντιπροσωπεύει έναν καινοτόμο συνδυασμό της συνθετικής βιολογίας και της επιστήμης των υλικών. Οι πλατφόρμες ζωντανών σπόρων μπορούν να ωφελήσουν τις αναδυόμενες εφαρμογές των μηχανικών μικροβίων σε τομείς της παραγωγής, της θεραπείας, της περιβαλλοντικής διαχείρισης και της εξερεύνησης του διαστήματος. Όπως ο κύριος συγγραφέας Dr.
– Ο Michael είναι συγγραφέας τριών βιβλίων από τη Royal Society of Chemistry:
Νανο-κοινωνία: Προώθηση των ορίων της τεχνολογίας,
Νανοτεχνολογία: Το μέλλον είναι μικροσκοπικό, να
Νανομηχανική: Οι δεξιότητες και τα εργαλεία που καθιστούν την τεχνολογία αόρατη
Copyright ©
Nanowerk LLC
Γίνετε συγγραφέας προσκεκλημένων! Εγγραφείτε στη μεγάλη και αναπτυσσόμενη ομάδα μας συμμετέχοντες. Μόλις δημοσιεύσατε μια επιστημονική εργασία ή έχετε άλλες συναρπαστικές εξελίξεις για κοινή χρήση με την κοινότητα νανοτεχνολογίας; Δείτε πώς μπορείτε να δημοσιεύσετε στο nanowerk.com.
- SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Ενδυναμώστε τον εαυτό σας. Πρόσβαση εδώ.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
- PlatoESG. Ανθρακας, Cleantech, Ενέργεια, Περιβάλλον, Ηλιακός, Διαχείριση των αποβλήτων. Πρόσβαση εδώ.
- PlatoHealth. Ευφυΐα βιοτεχνολογίας και κλινικών δοκιμών. Πρόσβαση εδώ.
- πηγή: https://www.nanowerk.com/spotlight/spotid=64280.php
- :έχει
- :είναι
- :που
- 1
- 10
- 11
- 13
- 19
- 31
- 32
- 7
- 8
- 9
- a
- ικανότητα
- απέναντι
- προσαρμοστική
- Πρόσθετος
- Επιπλέον
- προηγμένες
- Απευθύνεται
- Όλα
- Επιτρέποντας
- Εν μέσω
- an
- και
- εφαρμογές
- ΠΕΡΙΟΧΗ
- γύρω
- AS
- At
- ελκυστικός
- συγγραφέας
- b
- Βακτήρια
- φράγμα
- BE
- γίνονται
- πριν
- όφελος
- Berger
- Πέρα
- βιολογία
- κενό
- Βιβλία
- όρια
- επανάσταση
- γεφυρωμένο
- χτισμένο
- αλλά
- by
- ήρθε
- CAN
- προσεκτικά
- Κύτταρα
- Κέντρο
- χαρακτηριστικά
- χημικά
- χημεία
- κινέζικο
- τάξη
- κοινότητα
- συγκρίσιμος
- συλληφθεί
- έννοια
- καταλήγει στο συμπέρασμα
- Συνθήκες
- περιέχουν
- που περιέχονται
- έλεγχος
- ελέγχεται
- θα μπορούσε να
- ομολόγους
- δημιουργήθηκε
- προσαρμόσιμη
- κύκλος
- Ημερομηνία
- ανάπτυξη
- Υπηρεσίες
- σχεδιασμένα
- σχεδιαστής
- σχέδια
- προορισμοί
- καταστράφηκαν
- αναπτύχθηκε
- Ανάπτυξη
- εξελίξεις
- διαγνωστικός
- διάφορα
- Η κ
- τομέα
- domains
- dr
- αυτοκίνητο
- Ξηρασία
- δυο
- κατά την διάρκεια
- κάθε
- σμυριδόπετρα
- ενεργοποιήσετε
- ενεργοποίηση
- έγκλειστα
- Ενθαρρύνει
- μηχανικής
- ενισχυμένη
- περιβάλλοντος
- περιβαλλοντικά
- περιβάλλοντα
- Εποχή
- Even
- τελικά
- συναρπαστικός
- έξοδος
- Επέκταση
- εξερεύνηση
- εργοστάσια
- Χαρακτηριστικά
- Τελικά
- ευρήματα
- Για
- σχηματίζεται
- μορφές
- Εμπρός
- εύθραυστο
- πλαισίων
- από
- Εκπληρώ
- λειτουργικός
- λειτουργίες
- περαιτέρω
- μελλοντικός
- γενετική
- γίγαντας
- gif
- χορηγεί
- χορήγηση
- Group
- Grow
- Μεγαλώνοντας
- Ανάπτυξη
- Επισκέπτης
- Έχω
- υγειονομική περίθαλψη
- ανακοινώνει
- Ψηλά
- υψηλά
- κρατήστε
- κατέχει
- στέγαση
- Πως
- Πώς να
- HTTPS
- ανθρώπινος
- if
- εικόνα
- τεράστια
- Επίπτωση
- in
- επωάζονται
- βιομηχανικές
- καινοτόμες
- μέσα
- Έμπνευση
- εμπνευσμένος
- ιδρυμάτων
- ενσωματώσει
- ακεραιότητα
- εσωτερικό
- εσωτερικός
- σε
- IT
- ενταχθούν
- ταξίδι
- jpg
- μόλις
- εργαστήριο
- εργαστήριο
- Labs
- large
- σε μεγάλο βαθμό
- ξεκινήσει
- οδηγήσει
- ζωή
- Μου αρέσει
- Περιωρισμένος
- ζουν
- λογότυπο
- μακροχρόνια
- που
- Κατασκευή
- διαχείριση
- κατασκευής
- υλικό
- υλικά
- ύλη
- μέσα
- μηχανισμός
- Εικόνες / Βίντεο
- ιατρική
- μέταλλο
- Μιχαήλ
- Μέσο
- τροποποιημένο
- Εξάλλου
- όνομα
- νανοτεχνολογία
- Φυσικό
- Φύση
- Νέα
- κόμβων
- τώρα
- Τσόφλι καρυδιού
- of
- Πετρέλαιο
- on
- μια φορά
- αποκλειστικά
- or
- οργανικές
- ΑΛΛΑ
- δικός μας
- επί
- οξειδωτικό
- Χαρτί
- εκτελέσει
- άδεια
- φάση
- PHP
- φυτό
- φυτά
- Πλατφόρμες
- Πλάτων
- Πληροφορία δεδομένων Plato
- Πλάτωνα δεδομένα
- έχουν
- δυνατότητες
- δυναμικού
- ανάγκη
- έτοιμος
- επί του παρόντος
- διαφύλαξη
- διαδικασια μας
- παραγωγή
- προγραμματισμένος
- Πρόοδος
- διακεκριμένος
- υπόσχεση
- ιδιότητες
- προτείνεται
- προστασία
- προστατεύονται
- Προστατευτικός
- Πρωτεΐνες
- παρέχει
- δημοσιεύει
- δημοσιεύθηκε
- εκδότης
- Δραστήριος
- Ακτινοβολία
- Τιμές
- φθάσουν
- πραγματικό κόσμο
- Πραγματικότητα
- απελευθερώνουν
- κυκλοφόρησε
- παραμένουν
- δημοσιογράφος
- αντιπροσωπεύει
- έρευνα
- ερευνητές
- αναπλάσσω
- ανθεκτικότητα
- Απάντηση
- ρόλους
- βασιλικός
- Επιστήμη
- επιστημονικός
- σπόρος
- σπόροι
- φαίνεται
- επιλέγονται
- εκλεκτικός
- αίσθηση
- Ευαισθησία
- ρυθμίσεις
- σοβαρά
- Κοινοποίηση
- κέλυφος
- Ασπίδα
- θα πρέπει να
- επίδειξη
- δεξιότητες
- Κοινωνία
- Λύσεις
- Χώρος
- εξερεύνηση του χώρου
- διαστημόπλοιο
- ειδικευμένος
- συγκεκριμένες
- Προβολέας θέατρου
- σταθεί
- κατασκευαστικός
- δομή
- Πάλη
- Επιτυχώς
- τέτοιος
- προμήθειες
- Επιφάνεια
- περιβάλλων
- Βιωσιμότητα
- συνθετικός
- σύστημα
- Αντιμετωπίζει
- λήψη
- στόχος
- Τεχνολογίες
- Τεχνολογία
- Τείνουν
- ότι
- Η
- Το μέλλον
- τους
- τότε
- θεραπευτική
- Αυτοί
- αυτό
- τρία
- Ευδοκιμούν
- ώρα
- ιστούς
- προς την
- εργαλεία
- τροχιά
- μεταβάσεις
- μεταφορά
- θεραπείες
- δέντρο
- τύποι
- ανίκανος
- απρόβλεπτος
- μέχρι
- ενημερώσεις
- URL
- χρησιμοποιώντας
- μεταβλητή
- σκάφη
- οπτικά
- Νερό
- ΛΟΙΠΌΝ
- ήταν
- πότε
- Ποιό
- ενώ
- με
- του κόσμου
- ακόμη
- απέδωσε
- εσείς
- Σας
- zephyrnet
- Zhong