19. joulukuuta 2023 (Nanowerkin kohdevalo) Geneettisesti muokatuilla mikrobeilla on hämmästyttäviä mahdollisuuksia elävinä tehtaina, diagnostiikan työkaluina, ympäristön puhdistusaineina ja muina aikoina. Kaikista lupauksistaan huolimatta nämä organismit ovat kuitenkin suurelta osin rajoittuneet tarkasti valvottuihin laboratorioympäristöihin, eivätkä ne pysty kukoistamaan luonnollisten ja teollisten elinympäristöjen vaihtelevissa olosuhteissa. Suunniteltujen solujen hauraus on rajoittanut vakavasti niiden todellista vaikutusta valmistuksen, terveydenhuollon, kestävyyden ja avaruustutkimuksen aloilla, joilla mikrobiratkaisut voivat edistää valtavaa edistystä. Nyt tunnettujen kiinalaisten instituutioiden tutkijoiden kehittämä nerokas biohybridimateriaali tarjoaa vihdoin keinon kapseloida muunnettuja mikrobeja suojattua kuljetusta ja valikoivaa vapauttamista varten. Niiden niin kutsutut "elävät siemenet" yhdistävät kestäviä bakteeri-itiöitä suojakuorten sisään, jotka on rakennettu metalli-orgaanisista kehyksistä, jotka ovat erittäin mukautuva luokka kiteisiä huokoisia materiaaleja. Nämä erikoisalukset suojelevat suunnittelijamikrobia ympäristöhyökkäyksiltä, antavat tarkan hallinnan organismien leviämiseen ja voivat aloittaa uuden aikakauden, jossa geneettisesti tehostetut mikrobit kulkevat eteenpäin muokkaamaan todellisuutta. Tutkijat julkaisivat havaintonsa v Advanced Materials (“Living Seed Materials Made by Metal–Organic Framework-Encapsulated Bacillus Subtilis Spore”). Kapseloimalla geneettisesti muunnettua Bacillus subtilis itiöitä sisällä metalli-orgaaninen kehys (MOF) kuoret, tutkijat loivat "eläviä siemenhiukkasia", jotka suojaavat mikrobeja vihamielisissä olosuhteissa ja sallivat samalla hallitun vapautumisen kasvualustaan. Tämä läpimurto ratkaisee geneettisesti muunnettujen organismien (GMO) tekniikoiden pitkäaikaisen esteen, joka yleensä toimii hyvin laboratoriossa, mutta kamppailee arvaamattomissa todellisissa ympäristöissä.
Kaavakuva elävien siemenmateriaalien suunnittelusta, joka on inspiroitunut jättiläispuun kasvusta kasvin siemenestä. a) Luonnonmateriaalista valmistetun kasvin siemenen elinkaari; koppisiemenisten kasvien endospermi muodostaa siemenen kehityksen aikana pähkinänkuorta ympäröivän ytimen ydin-kuorirakenteen. Toivotuissa ravintoainerikkaissa ympäristöissä siemenestä voi kasvaa jättimäinen puu. b) Kasvin siemenen inspiraation pohjalta ehdotetaan MOF-kapseloitujen itiöiden kehittämistä eläväksi siemenmateriaaliksi. Muokattujen bakteerien itiöt voidaan kapseloida ZIF-8:n ydin-kuorirakenteeseen. Kun tämä elävä siemenmateriaali on valmistettu, se voi reagoida tiettyihin ympäristöolosuhteisiin ja vapauttaa itiöitä, jotka lopulta itävät toimiviksi eläviksi bakteereiksi, joilla on ennalta suunniteltuja ominaisuuksia. (Uudelleenpainos Wiley-VCH Verlagin luvalla) Elävien siementen inspiraatio tuli luonnosta. Kasvien siemenet sisältävät suojaavia ulkopäällysteitä, jotka suojaavat alkiokudoksia rasituksilta, kuten kuivuudesta ja UV-säteilystä, kunnes olosuhteet ovat kypsiä itämiselle. Tutkijat pyrkivät luomaan tämän mukautuvan mekanismin uudelleen käyttämällä MOF:ia, erittäin muokattavissa olevaa huokoisten materiaalien luokkaa, joka on muodostettu orgaanisten linkkerimolekyylien yhdistämistä metallisolmuista.
MOF:illa on hyödyllisiä ominaisuuksia, kuten suuri pinta-ala, rakenteellinen eheys ja ympäristövaste. Nämä ominaisuudet tekivät MOF:ista houkuttelevia aluksia geneettisesti muokatun B:n sijoittamiseen. subtilis-itiöt, joiden DNA:han on ohjelmoitu edistyneitä toimintoja. B. subtilis-itiöt valittiin niiden kestävyyden ja kyvyn vuoksi elvyttää vegetatiivisia bakteereja ravittuna. Ilmoittamalla itiöissä fluoresoivia reportteriproteiineja tiimi saattoi visuaalisesti seurata siirtymiä itiöistä bakteereihin.
Elävien siementen tuotantoprosessi sisälsi itiöiden ja metalli-ionien suspendoimisen pieniin vesipisaroihin, vesifaasin emulgoimisen öljyyn ja sitten huokoisen ZIF-8 MOF -kuoren saostamisen jokaisen pisaran ympärille. Tämä tuotti yhtenäisiä, onttoja mikropalloja, joiden itiöt sisältyivät tyhjään tilaan. Pallot suojasivat sisäisiä itiöitä ankarissa käsittelyissä, kuten korkeassa kuumuudessa, hapettavassa valkaisuaineessa ja UV-säteilyssä, joka tuhosi suojaamattomat itiöt. ZIF-8:n hajoamisnopeudet riippuivat ympäröivästä väliaineesta, mikä mahdollisti kontrolloidun ravinteiden laukaiseman itiöiden vapautumisen.
Vapautuneet itiöt kypsyivät onnistuneesti toiminnallisiksi muokatuiksi bakteereiksi, kun niitä inkuboitiin kasvualustassa. Esittelynä tutkijat valmistivat eläviä siemeniä, joissa oli B. subtilis on suunniteltu tunnistamaan kemikaalit IPTG ja kuminahappo. Vapautumisen jälkeen bakteerit reagoivat uudelleen kohdekemikaaleihin herkkyysrajoilla, jotka ovat verrattavissa kapseloimattomiin vastineisiin.
Tällainen ympäristöllisesti kontrolloitu suunniteltujen mikrobien säilyttäminen ja elvyttäminen tarjoaa jännittäviä mahdollisuuksia mikrobiteknologialle, joka tällä hetkellä rajoittuu valvottuihin ympäristöihin, kuten tehtaisiin ja laboratorioihin. Lisäämällä sietokykyä elävät siemenastiat voisivat antaa toiminnallisten GMO:ien täyttää roolinsa arvaamattomissa paikoissa, kuten ihmisen ruuansulatuskanavassa, saastuneessa vesivarastossa ja jopa maan ulkopuolisessa maastossa, jos itiöillä täytetyt avaruusalukset pääsevät muihin maailmoihin. Lisäksi elävien siementen käsitteen tulisi yleistyä muihin mikro-organismityyppeihin, jotka voidaan muuttaa geneettiseen muuntamiseen ja itiöintiin.
Tutkimus edustaa synteettisen biologian ja materiaalitieteen läpimurtoyhdistystä. Elävien siementen alustat hyödyttävät kehitettyjen mikrobien nousevia sovelluksia valmistuksen, terapian, ympäristönhallinnan ja avaruustutkimuksen aloilla. Pääkirjailijana Dr.
– Michael on kirjoittanut kolme Royal Society of Chemistryn kirjaa:
Nano-yhteiskunta: Teknologian rajojen siirtäminen,
Nanoteknologia: Tulevaisuus on pienija
Nano-tekniikka: Osaamisen ja työkalujen tekeminen tekniikasta näkymättömäksi
Copyright ©
Nanowerk LLC
Ryhdy Spotlight-vieraskirjailijaksi! Liity laajaan ja kasvavaan ryhmäämme vierailevat avustajat. Oletko juuri julkaissut tieteellisen artikkelin vai onko sinulla muuta mielenkiintoista kehitystä nanoteknologiayhteisön kanssa? Näin julkaistaan nanowerk.com-sivustossa.
- SEO-pohjainen sisällön ja PR-jakelu. Vahvista jo tänään.
- PlatoData.Network Vertical Generatiivinen Ai. Vahvista itseäsi. Pääsy tästä.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Tietoa laajennettu. Pääsy tästä.
- PlatoESG. hiili, CleanTech, energia, ympäristö, Aurinko, Jätehuolto. Pääsy tästä.
- PlatonHealth. Biotekniikan ja kliinisten kokeiden älykkyys. Pääsy tästä.
- Lähde: https://www.nanowerk.com/spotlight/spotid=64280.php
- :on
- :On
- :missä
- 1
- 10
- 11
- 13
- 19
- 31
- 32
- 7
- 8
- 9
- a
- kyky
- poikki
- mukautuva
- lisä-
- Lisäksi
- kehittynyt
- jonka tarkoituksena
- Kaikki
- Salliminen
- Keskellä
- an
- ja
- sovellukset
- ALUE
- noin
- AS
- At
- houkutteleva
- kirjoittaja
- b
- Bakteerit
- este
- BE
- tulevat
- ennen
- hyödyttää
- Berger
- Jälkeen
- biologia
- tyhjä
- Kirjat
- rajat
- läpimurto
- silloittuneet
- rakennettu
- mutta
- by
- tuli
- CAN
- huolellisesti
- Solut
- keskus
- ominaisuudet
- kemikaalit
- kemia
- kiinalainen
- luokka
- yhteisö
- vertailukelpoinen
- tuli raskaaksi
- käsite
- päättelee
- olosuhteet
- sisältää
- sisälsi
- ohjaus
- hallinnassa
- voisi
- kollegansa
- luotu
- muokattavissa
- sykli
- Päivämäärä
- käyttöönotto
- Malli
- suunniteltu
- Suunnittelija
- mallit
- kohteet
- tuhonnut
- kehitetty
- Kehitys
- kehitys
- diagnostinen
- useat
- dna
- verkkotunnuksen
- verkkotunnuksia
- dr
- ajaa
- Kuivuus
- kaksi
- aikana
- kukin
- syntymässä
- mahdollistaa
- mahdollistaa
- kapseloitu
- kannustaa
- suunniteltu
- tehostettu
- ympäristön
- ympäristöä
- ympäristöissä
- Aikakausi
- Jopa
- lopulta
- jännittävä
- poistuminen
- laajenee
- tutkimus
- tehtaat
- Ominaisuudet
- Vihdoin
- tulokset
- varten
- muodostivat
- lomakkeet
- eteenpäin
- hauraus
- puitteet
- alkaen
- Täyttää
- toiminnallinen
- tehtävät
- edelleen
- tulevaisuutta
- geneettinen
- jättiläinen
- gif
- myöntää
- myöntäminen
- Ryhmä
- Kasvaa
- Kasvava
- Kasvu
- vieras
- Olla
- terveydenhuollon
- saarnaajat
- Korkea
- erittäin
- pitää
- pitää
- kotelo
- Miten
- Miten
- HTTPS
- ihmisen
- if
- kuva
- valtava
- Vaikutus
- in
- inkuboitu
- teollinen
- innovatiivinen
- sisällä
- Inspiraatio
- innoittamana
- laitokset
- yhdistää
- eheys
- sisusta
- sisäinen
- tulee
- IT
- yhdistää
- matka
- jpg
- vain
- laboratorio
- laboratorio
- Labs
- suuri
- suureksi osaksi
- käynnistää
- johtaa
- elämä
- pitää
- rajallinen
- elävät
- logo
- pitkäaikainen
- tehty
- Tekeminen
- johto
- valmistus
- materiaali
- tarvikkeet
- asia
- välineet
- mekanismi
- Media
- lääketiede
- metalli-
- Michael
- Keskimmäinen
- muokattu
- Lisäksi
- nimi
- nanoteknologian
- Luonnollinen
- luonto
- Uusi
- solmut
- nyt
- pähkinänkuori
- of
- Öljy
- on
- kerran
- vain
- or
- orgaaninen
- Muut
- meidän
- yli
- oksidatiivisen
- Paperi
- suorittaa
- lupa
- vaihe
- PHP
- kasvi
- kasvit
- Platforms
- Platon
- Platonin tietotieto
- PlatonData
- omistaa
- mahdollisuuksia
- mahdollinen
- tarkka
- valmis
- parhaillaan
- säilytys
- prosessi
- tuotanto
- ohjelmoitu
- Edistyminen
- näkyvä
- lupaus
- ominaisuudet
- ehdotettu
- suojella
- suojattu
- suojaava
- Proteiinit
- tarjoaa
- julkaista
- julkaistu
- kustantaja
- Työnnä
- Säteily
- Hinnat
- tavoittaa
- todellinen maailma
- Todellisuus
- vapauta
- julkaistu
- jäädä
- toimittaja
- edustaa
- tutkimus
- Tutkijat
- muokkaamaan
- kimmoisuus
- Vastata
- roolit
- kuninkaallinen
- tiede
- tieteellinen
- siemenet
- siemenet
- näyttää
- valittu
- valikoiva
- tunne
- Herkkyys
- settings
- vakavasti
- Jaa:
- Kuori
- Shield
- shouldnt
- näyttää
- taitoja
- yhteiskunta
- Ratkaisumme
- Tila
- avaruustutkimus
- avaruusalus
- erikoistunut
- erityinen
- Valokeila
- seistä
- rakenteellinen
- rakenne
- taistelu
- Onnistuneesti
- niin
- tarvikkeet
- pinta
- ympäröivä
- kestävyys
- synteettinen
- järjestelmä
- Taklaukset
- ottaen
- Kohde
- joukkue-
- Technologies
- Elektroniikka
- taipumus
- että
- -
- Tulevaisuus
- heidän
- sitten
- terapeutiikka
- Nämä
- tätä
- kolmella
- Kukoistaa
- aika
- kudokset
- että
- työkalut
- raita
- siirtymät
- kuljettaa
- hoidot
- puu
- tyypit
- kykenemätön
- ennalta arvaamaton
- asti
- Päivitykset
- URL
- käyttämällä
- muuttuja
- alukset
- visuaalisesti
- vesi
- HYVIN
- olivat
- kun
- joka
- vaikka
- with
- maailman
- vielä
- tuotti
- te
- Sinun
- zephyrnet
- Zhong