19. detsember 2023 (Nanowerki tähelepanu keskpunkt) Geneetiliselt muundatud mikroobidel on hämmastav potentsiaal elavate tehaste, diagnostikavahendite, keskkonnapuhastusvahenditena ja mujalgi. Kuid hoolimata oma lubadustest jäävad need organismid suures osas kinni hoolikalt kontrollitud laboritingimustesse, mis ei suuda areneda looduslike ja tööstuslike elupaikade muutuvates tingimustes. Töötletud rakkude haprus on tõsiselt piiranud nende tegelikku mõju tootmis-, tervishoiu-, jätkusuutlikkuse ja kosmoseuuringute valdkondades, kus mikroobsed lahendused võivad tohutut edu saavutada. Nüüd pakub Hiina silmapaistvate institutsioonide teadlaste välja töötatud geniaalne biohübriidmaterjal lõpuks vahendit modifitseeritud mikroobide tugevaks kapseldamiseks kaitstud transpordiks ja selektiivseks vabastamiseks. Nende niinimetatud "elusseemned" integreerivad vastupidavad bakterieosed metallorgaanilistest raamidest ehitatud kaitsekestadesse, mis on väga kohandatav kristalsete poorsete materjalide klass. Need spetsiaalsed anumad kaitsevad disainimikroobe keskkonnarünnakute eest, annavad täpse kontrolli organismide kasutuselevõtu üle ja võivad käivitada uue ajastu, kus geneetiliselt täiustatud mikroobid rändavad edasi, et reaalsust ümber kujundada. Teadlased avaldasid oma leiud aastal Advanced Materials ("Metallist valmistatud elusseemnematerjalid – orgaaniline raamistik - kapseldatud Bacillus Subtilis Spore”). Geneetiliselt muundatud kapseldades Bacillus subtilis eosed sees metall-orgaaniline karkass (MOF) kestade abil lõid teadlased "elava seemne" osakesed, mis kaitsevad mikroobe vaenulikes tingimustes, võimaldades samal ajal kontrollitud vabanemist kasvukeskkonda. See läbimurre lahendab geneetiliselt muundatud organismide (GMO) tehnoloogiate pikaajalise barjääri, mis kipub laboris hästi toimima, kuid võitleb ettearvamatutes reaalsetes keskkondades.
Skeem, mis näitab elavate seemnematerjalide disaini, mis on inspireeritud taime seemnest hiiglasliku puu kasvust. a) looduslikust materjalist taimeseemne elutsükkel; katteseemnetaimede endosperm moodustab seemnete arengu ajal pähklikoort ümbritseva tuuma südamiku ja kesta struktuuri. Soovitud toitaineterikkas keskkonnas võib seeme kasvada hiiglaslikuks puuks. b) Taimeseemnest inspireerituna pakutakse välja MOF-kapseldatud eosed elava seemnematerjalina. Konstrueeritud bakterite eosed saab kapseldada ZIF-8 südamiku ja kesta struktuuri. Kui see elusseemnematerjal on valmistatud, võib see reageerida konkreetsetele keskkonnatingimustele ja vabastada eosed, mis lõpuks idanevad funktsionaalseteks elusbakteriteks, millel on eelnevalt kavandatud omadused. (Kordustrükk Wiley-VCH Verlagi loal) Elusate seemnete inspiratsioon pärines loodusest. Taimeseemned sisaldavad kaitsvaid väliskatteid, mis kaitsevad embrüo kudesid selliste pingete eest nagu põud ja UV-kiirgus, kuni tingimused muutuvad idanemiseks küpseks. Teadlaste eesmärk oli see adaptiivne mehhanism uuesti luua, kasutades MOF-e, mis on väga kohandatav poorsete materjalide klass, mis on moodustatud orgaaniliste linkermolekulidega ühendatud metallisõlmedest.
MOF-idel on kasulikud omadused, nagu suur pindala, struktuurne terviklikkus ja keskkonnatundlikkus. Need omadused muutsid MOF-id atraktiivseteks laevadeks geneetiliselt muundatud B majutamiseks. subtilis eosed, mille DNA-sse on programmeeritud arenenud funktsioonid. B. subtilise eosed valiti välja nende vastupidavuse ja võime tõttu toitudes vegetatiivsete bakteritena taaselustada. Spoorides fluorestseeruvaid reportervalke ekspresseerides sai meeskond visuaalselt jälgida eoste ja bakterite üleminekuid.
Elusseemnete tootmisprotsess hõlmas eoste ja metalliioonide suspendeerimist pisikestes veepiiskades, vesifaasi emulgeerimist õlis ja seejärel poorse ZIF-8 MOF kesta sadestamist iga tilga ümber. See andis ühtlased õõnsad mikrosfäärid, mille eosed olid sisemises tühimikus. Sfäärid kaitsesid sisemisi eoseid karmi töötluse ajal, nagu kõrge kuumus, oksüdatiivne pleegitaja ja UV-kiirgus, mis hävitas varjestamata eosed. ZIF-8 lagunemiskiirused sõltusid ümbritsevast keskkonnast, võimaldades toitainete poolt põhjustatud spooride kontrollitud vabanemist.
Vabanenud eosed küpsesid kasvusöötmes inkubeerimisel edukalt funktsionaalseteks muudetud bakteriteks. Demonstratsioonina valmistasid teadlased ette elusaid seemneid, mis sisaldasid B. subtilis, mis on loodud tuvastama kemikaale IPTG ja köömenhapet. Pärast vabastamist saavutasid bakterid uuesti tundlikkuse sihtkemikaalide suhtes tundlikkuslävede juures, mis on võrreldavad kapseldamata analoogidega.
Selline keskkonnasäästlikult kontrollitud säilitamine ja konstrueeritud mikroobide taaselustamine pakub põnevaid võimalusi mikroobitehnoloogiate jaoks, mis praegu piirduvad kontrollitud seadetega, nagu tehased ja laborid. Suurema vastupidavuse tagamisega võivad elusad seemneanumad võimaldada funktsionaalsetel GMOdel täita rolle ettearvamatutes kohtades, nagu inimese seedetrakti süsteem, saastunud veevarud ja isegi maaväline maastik, kui eostega koormatud kosmoselaevad jõuavad teistesse maailmadesse. Lisaks peaks elusseemne kontseptsioon üldistama teistele mikroorganismide tüüpidele, mida saab kohandada geneetilise muundamise ja sporulatsiooniga.
Uuring kujutab endast sünteetilise bioloogia ja materjaliteaduse läbimurret. Elusseemneplatvormid on kasulikud konstrueeritud mikroobide uutele rakendustele tootmise, teraapia, keskkonnajuhtimise ja kosmoseuuringute valdkondades. Nagu juhtiv autor Dr.
– Michael on kolme Kuningliku Keemiaühingu raamatu autor:
Nanoühiskond: tehnoloogia piiride nihutamine,
Nanotehnoloogia: tulevik on väikeja
Nanotehnoloogia: oskused ja tööriistad, mis muudavad tehnoloogia nähtamatuks
Copyright ©
Nanowerk LLC
Hakka Spotlighti külalisautoriks! Liituge meie suure ja kasvava grupiga külaliskaastöölised. Kas olete äsja avaldanud teadusliku artikli või soovite nanotehnoloogia kogukonnaga jagada muid põnevaid arenguid? Siin on, kuidas avaldada saidil nanowerk.com.
- SEO-põhise sisu ja PR-levi. Võimenduge juba täna.
- PlatoData.Network Vertikaalne generatiivne Ai. Jõustage ennast. Juurdepääs siia.
- PlatoAiStream. Web3 luure. Täiustatud teadmised. Juurdepääs siia.
- PlatoESG. Süsinik, CleanTech, Energia, Keskkond päikeseenergia, Jäätmekäitluse. Juurdepääs siia.
- PlatoTervis. Biotehnoloogia ja kliiniliste uuringute luureandmed. Juurdepääs siia.
- Allikas: https://www.nanowerk.com/spotlight/spotid=64280.php
- :on
- :on
- : kus
- 1
- 10
- 11
- 13
- 19
- 31
- 32
- 7
- 8
- 9
- a
- võime
- üle
- adaptiivne
- Täiendavad lisad
- Lisaks
- edasijõudnud
- eesmärk
- Materjal: BPA ja flataatide vaba plastik
- Lubades
- Keset
- an
- ja
- rakendused
- PIIRKOND
- ümber
- AS
- At
- ahvatlev
- autor
- b
- Bakterid
- tõke
- BE
- muutuma
- enne
- kasu
- Shepherd
- Peale
- bioloogia
- tühi
- Raamatud
- piirid
- läbimurre
- sillatud
- ehitatud
- kuid
- by
- tuli
- CAN
- hoolikalt
- Rakke
- keskus
- omadused
- kemikaalide
- keemia
- hiina
- klass
- kogukond
- võrreldav
- eostatud
- mõiste
- järeldab
- Tingimused
- sisaldama
- sisaldub
- kontrollida
- kontrollitud
- võiks
- kolleegidega
- loodud
- kohandatav
- tsükkel
- kuupäev
- kasutuselevõtu
- Disain
- kavandatud
- Disainer
- disainilahendused
- sihtkohtadesse
- hävitatud
- arenenud
- & Tarkvaraarendus
- arenguid
- diagnostika
- mitu
- dna
- domeen
- Domeenid
- dr
- ajam
- Põud
- kaks
- ajal
- iga
- smirgel
- võimaldama
- võimaldades
- kapseldatud
- julgustab
- projekteeritud
- tõhustatud
- keskkonna-
- keskkondlikult
- keskkondades
- Ajastu
- Isegi
- lõpuks
- põnev
- Väljapääs
- laiendades
- uurimine
- tehased
- FUNKTSIOONID
- Lõpuks
- järeldused
- eest
- moodustatud
- vormid
- Edasi
- ebakindlus
- raamistikud
- Alates
- Täida
- funktsionaalne
- funktsioonid
- edasi
- tulevik
- geneetiline
- hiiglane
- gif
- anda
- andmine
- Grupp
- Kasvama
- Kasvavad
- Kasv
- külaline
- Olema
- tervishoid
- kuulutajad
- Suur
- kõrgelt
- hoidma
- omab
- elamispind
- Kuidas
- Kuidas
- HTTPS
- inim-
- if
- pilt
- tohutu
- mõju
- in
- inkubeeritud
- tööstus-
- uuenduslik
- sees
- Inspiratsioon
- inspireeritud
- institutsioonid
- integreerima
- terviklikkuse
- interjöör
- sisemine
- sisse
- IT
- liituma
- teekond
- jpg
- lihtsalt
- labor
- labor
- Labs
- suur
- suurelt jaolt
- algatama
- viima
- elu
- nagu
- piiratud
- elu-
- logo
- pikaajaline
- tehtud
- Tegemine
- juhtimine
- tootmine
- materjal
- materjalid
- küsimus
- vahendid
- mehhanism
- Meedia
- meditsiin
- metall
- Michael
- Kesk-
- modifitseeritud
- Pealegi
- nimi
- Nanotehnoloogia
- Natural
- loodus
- Uus
- sõlmed
- nüüd
- Lühidalt
- of
- Õli
- on
- kunagi
- ainult
- or
- orgaaniline
- Muu
- meie
- üle
- oksüdatiivne
- Paber
- täitma
- luba
- faas
- PHP
- taim
- taimed
- Platvormid
- Platon
- Platoni andmete intelligentsus
- PlatoData
- omama
- võimalused
- potentsiaal
- vajadus
- valmis
- praegu
- säilitamine
- protsess
- Produktsioon
- programmeeritud
- Edu
- silmapaistev
- lubadus
- omadused
- pakutud
- kaitsma
- kaitstud
- Kaitsev
- Valgud
- annab
- avaldama
- avaldatud
- kirjastaja
- Lükkamine
- Kiirgus
- Rates
- jõudma
- päris maailm
- Reaalsus
- vabastama
- vabastatud
- jääma
- reporter
- esindab
- teadustöö
- Teadlased
- ümber kujundada
- vastupidavust
- Reageerida
- rollid
- kuninglik
- teadus
- teaduslik
- seeme
- seemned
- tundub
- väljavalitud
- selektiivne
- tunne
- Tundlikkus
- seaded
- tõsiselt
- Jaga
- Shell
- Shield
- peaks
- näidates
- oskused
- Ühiskond
- Lahendused
- Ruum
- kosmoseuuringud
- kosmoseaparaat
- spetsialiseeritud
- konkreetse
- prožektor
- seisma
- struktuuriline
- struktuur
- võitlus
- Edukalt
- selline
- tarnete
- Pind
- ümbritsev
- Jätkusuutlikkus
- sünteetiline
- süsteem
- Tegeleb
- võtmine
- sihtmärk
- meeskond
- Tehnoloogiad
- Tehnoloogia
- kipuvad
- et
- .
- Tulevik
- oma
- SIIS
- ravimid
- Need
- see
- kolm
- Elab
- aeg
- kudede
- et
- töövahendid
- jälgida
- üleminekuid
- transportida
- ravi
- puu
- liigid
- ei suuda
- prognoosimatu
- kuni
- Uudised
- URL
- kasutamine
- muutuja
- laevad
- visuaalselt
- Vesi
- Hästi
- olid
- millal
- mis
- kuigi
- koos
- maailma
- veel
- andis järele
- sa
- Sinu
- sephyrnet
- Zhong